Hva er kalibrering, og hvordan kan IIoT bidra til å håndtere rapporter?

Kalibrering kan ganske enkelt beskrives som det å sammenligne måleverdien fra et instrument under kalibrering med en referansestandard av kjent og høy nøyaktighet. I bunn og grunn fastslår det om instrumentet tilbyr målinger innen akseptable grenseverdier.

Kalibrering krever spesifikke verktøy og instrumenter, som avhenger av typen kalibrering. Vanlige eksempler er blant annet kalibratorer med gyldige kalibreringssertifikater, standardenheter og kalibreringsutstyr.

Kalibrering er vesentlig for å sikre nøyaktig måling. Måleenheter er installert i forskjellige industrimiljøer hvor de blir utsatt for belastninger som slitasje, vibrasjon, plutselige temperaturendringer, krevende forhold og mekaniske påkjenninger. Disse faktorene kan påvirke utstyrets ytelse og gjøre kalibrering nødvendig for å verifisere nøyaktighet og eventuelt justere instrumentet for å oppfylle bruksområdespesifikasjoner.

Nøyaktig kalibrering påvirker produksjonsprosesser positivt ved å sikre pålitelige målinger. Det reduserer også variasjonen innen tekniske spesifikasjoner, støtter forebyggende vedlikehold og garanterer sporbarhet av målinger.

Moderne smarte instrumenter – for eksempel instrumenter utstyrt med Heartbeat Technology fra Endress+Hauser – tilbyr dessuten kontinuerlig tilstandsinformasjon, noe som gir et klarere bilde av enhetenes tilstand og målepålitelighet.

Under kalibrering må alle målinger registreres, enten manuelt eller gjennom et automatisert system. Når kalibreringen er ferdig, genereres det et sluttdokument – kjent som kalibreringssertifikatet – som inneholder all teknisk informasjon om prosedyren.

Vanligvis omfatter sertifikatet sammenligninger mellom den kalibrerte enheten og den sporbare referansestandarden. Det må også tilby tekniske spesifikasjoner av både instrumenter, prosedyredata, kalibreringsusikkerhet, kalibreringsnummer og signaturer fra autorisert personell.

Alle måleapparater kan kalibreres for å sikre korrekt funksjon og den graden av nøyaktighet som kreves for bruksområdet. Mens kalibreringskonseptet er og blir det samme, avhenger prosedyren av typen feltinstrument.

For eksempel kan kalibrering av en trykkgiver innebære å bruke en kalibrert dødvekttester som referanse for å generere trykk. Alternativt kan et brukes et annet trykkapparat med høyere nøyaktighet enn instrumentet under kalibrering.

Alle kalibreringsstandarder må inkludere et gyldig kalibreringssertifikat som bekrefter at gjeldende standarder i den aktuelle regionen er overholdt.

Kalibrering omfatter å sammenligne enheten under test med en referansestandard, vanligvis på flere punkter i måleområdet – vanligvis 0 %, 25 %, 50 %, 75 % og 100 %. Ytterligere testpunkter kan inkluderes ved behov, selv om dette kan øke kostnadene.

Den benyttede referansestandarden avhenger av typen enhet:

• Strømningsgivere: Kalibrering kan omfatte en masterenhet, sammenligning med en vektskala eller kalibrering med mobile kontrollapparater.
• Trykkgivere: En standardenhet med høyere nøyaktighet, digital kalibrator eller dødvekttester blir vanligvis brukt.
• Temperaturgivere: En kalibrert referanse, f.eks. en elektronisk temperatursensorsimulator, brukes.

Kalibreringsprosedyrer veiledes av en standardprosedyre (SOP) som beskriver hvert trinn. Intervallet mellom kalibreringer er ikke universelt definert, men kan bestemmes basert på faktorer som:

• Enhetstype og bruksområde
• Produsentens anbefalinger
• Trendanalyse fra tidligere kalibreringer
• Instrumentets historiske data
• Sammenligning med lignende enheter i anlegget
• Nødvendig målenøyaktighet

Kalibrering forstås generelt som det å sammenligne utstyr med en referansestandard av høyere og kjent nøyaktighet. Justering følger om nødvendig kalibrering for å korrigere avvik som identifiseres under sammenligningen.

Under kalibrering omfatter prosedyren å kontrollere måleområdet mot referansestandarden. Hvis det oppdages en feil som er større enn den akseptable grenseverdien, må instrumentet justeres.

Justering av en trykkgiver omfatter for eksempel vanligvis å trimme nullpunktet og deretter spennvidden. Disse parameterne kan endres gjennom mekaniske innstillinger eller programvareinnstillinger, avhengig av enhetens alder og produsentens spesifikasjoner. Etter justering må måleområdet kontrolleres på nytt mot standarden for å bekrefte at nøyaktigheten oppfyller de påkrevde grenseverdiene.

Kalibrering på stedet er en vanlig praksis i industrimiljøer, særlig under planlagte produksjonsavstengninger når flere instrumenter må kalibreres. I slike tilfeller leies ofte eksterne tjenesteleverandører inn for å kalibrere trykk-, temperatur- og strømningsinstrumenter.

Feltkalibrering, herunder strømningskalibrering, blir stadig mer utbredt. Mange selskaper benytter nå mobilt kalibreringsutstyr for å utføre disse tjenestene direkte på stedet. Endress+Hauser tilbyr for eksempel kalibrering på stedet ved hjelp av avansert mobilt utstyr og sertifiserte fagfolk.

Fordelene med kalibrering på stedet omfatter å eliminere behovet for instrumenttransport, slik at umiddelbare justeringer og reparasjoner er mulig, og instrumenter kan byttes raskt – det hele utført av kvalifiserte eksperter. Denne metoden reduserer driftsavbrudd og sikrer at kalibreringsstandarder overholdes.

Kalibreringsfrekvensen avhenger av flere faktorer, siden det ikke finnes en universell standard. Ifølge beste praksis bør man vurdere følgende punkter når man fastsetter kalibreringsintervaller:

• Målingens kritiske art for prosessen
• Kvalitetssystemkrav ved anlegget
• Overholdelse av regelverket
• Produsentens anbefalinger
• Betydning av svikt på grunn av manglende nøyaktighet
• Andre tekniske krav

Disse faktorene bidrar til å fastsette en egnet kalibreringsplan, som kan justeres ved behov. Moderne IIoT-løsninger forenkler videre planlegging og gjennomføring av kalibrering ved å gi enkel tilgang til enhetsdata og planleggingsverktøy.

Kalibreringsusikkerhet henviser til graden av tvil forbundet med kalibreringsprosessen og påvirkes av faktorer som installasjonsvilkår, referansesporbarhet og miljøvariabler. Hvis kalibreringsusikkerheten overskrider toleransen til det instrumentet som kalibreres, må det stilles spørsmål ved om kalibreringen er gyldig.

Bruk av en påklembar mengdemåler til å kalibrere en in-line-enhet kan for eksempel føre til høyere kalibreringsusikkerhet enn den installerte målerens toleranse, noe som gjør prosessen ineffektiv.

Utstyr under test kan enten få godkjent eller underkjent kalibrering basert på sine toleransegrenser, som er definert av produsenten eller spesifisert i det første kalibreringssertifikatet. Hvis målefeilen overskrider toleransegrensen under kalibrering, vurderes kalibreringen som underkjent. I slike tilfeller må enheten justeres og rekalibreres. Hvis forskjellen mellom den kalibrerte enheten og referansestandarden faller innenfor toleransegrensen etter justering, godkjennes enheten.

Korrekt lagring og tilgjengelighet av kalibreringsdokumenter er vesentlig. Moderne IIoT-tjenester, for eksempel Netilion Library, muliggjør sentralisert skybasert administrasjon av kalibreringsrapporter, tekniske data og relatert dokumentasjon under hver enhetskode. Denne metoden sikrer at alle teammedlemmer kan få tilgang til, dele og oppdatere informasjon effektivt, noe som sparer tid under feltkontroll eller når historiske kalibreringsdokumenter skal letes frem.

Ved integrering med edge-enheter kan IIoT-plattformer automatisk opprette digitale tvillinger av alle instrumenter og gjøre filer tilgjengelige fra smarttelefoner, nettbrett og bærbare datamaskiner. Dette forenkler samarbeidet og sikrer at teknisk dokumentasjon og kalibreringsrapporter alltid er tilgjengelige, noe som forbedrer effektiviteten og etterlevelsen.