راهنمای کامل کالیبراسیون و تنظیم گیج فشار ویکا برای دقت بالا
گیج های فشار ویکا به دلیل کیفیت ساخت و دقت بالا در بسیاری از صنایع به کار می روند. اما برای حفظ دقت و قابلیت اطمینان این ابزار لازم است کالیبراسیون و تنظیم صحیح انجام شود. در این راهنما به صورت گام به گام، ابزار لازم، روش های کالیبراسیون، نکات مهم برای دقت بالا و خطاهای رایج پرداخته شده است.
معرفی کلی و انواع گیج فشار ویکا
ویکا انواع مختلفی از گیج های فشار تولید می کند که هر کدام کاربری خاصی دارند. مهم ترین انواع عبارت اند از:
- گیج بوردون تیوب (Bourdon tube): مناسب برای رنج های متوسط تا بالا و کاربرد های عمومی.
- دیافراگم: برای فشار های پایین و سیالات خورنده مناسب است.
- کپسول: برای اندازه گیری فشار بسیار پایین و اختلاف فشار.
- ترانسدیوسر دیجیتال: خروجی الکتریکی و دقت بالاتر، مناسب فرآیند های صنعتی مدرن.
ابزار و تجهیزات مورد نیاز برای کالیبراسیون
برای انجام کالیبراسیون دقیق به تجهیزات زیر نیاز دارید:
- منبع فشار مرجع با دقت بالاتر (مانند Deadweight tester یا کالیبراتور فشار ترازی)
- گیج مرجع ترک شده و دارای گواهی کالیبراسیون قابل رهگیری
- پمپ دستی یا هیدرولیک با کنترل دقیق فشار
- فیتینگ ها و اتصالات بدون نشتی
- وسایل اندازه گیری دما در صورت نیاز برای اصلاح دما
- نرم افزار ثبت داده یا فرم های کالیبراسیون برای ثبت نتایج
آماده سازی اولیه قبل از کالیبراسیون
- بازرسی ظاهری: بررسی بدنه، شیشه، اتصال و وجود آثار ضربه یا خوردگی.
- پاکسازی: اطمینان از پاک بودن مسیر فشار و حذف هر گونه ذرات یا مایعات باقی مانده.
- تطبیق رنج: انتخاب مرجع با رنج مناسب؛ بهترین حالت این است که مرجع دقتی حداقل 4 برابر دقت مورد نیاز گیج تحت آزمایش داشته باشد.
- ثابت شدن دما: اجازه دهید گیج و تجهیزات تا دمای محیط پایدار شوند چون دما می تواند روی خوانش تاثیر بگذارد.
مراحل کالیبراسیون گام به گام
روند کالیبراسیون معمولاً شامل آزمایش در چند نقطه فشار صعودی و نزولی است تا خطی بودن، هیسترزیس و خطای صفر بررسی شود:
- اتصال درست: گیج را با استفاده از فیتینگ مناسب و بدون هیچگونه نشتی به سیستم مرجع وصل کنید.
- تنظیم صفر: در فشار صفر، عقربه یا نمایشگر را بررسی کنید و در صورت وجود تنظیم فیزیکی صفر آن را انجام دهید. اگر گیج دارای پیچی برای صفر است از آن استفاده کنید.
- اعمال فشار: فشار را به صورت پله ای به نقاط از پیش تعیین شده اعمال کنید. معمولاً نقاط 0، 25، 50، 75 و 100 درصد محدوده کامل (Full Scale) استفاده می شوند.
- ثبت مقدار مرجع و مقدار گیج: در هر نقطه مقدار مرجع و مقدار قرائت شده توسط گیج ثبت شود. ابتدا در جهت صعودی و سپس در جهت نزولی آزمایش تکرار گردد.
- محاسبه خطا: برای هر نقطه اختلاف بین قرائت گیج و مقدار مرجع را محاسبه کنید و بر حسب درصد FS گزارش دهید.
- تنظیم اسپن و تکرار: در صورت امکان، تنظیم اسپن (span) یا کالیبراسیون الکترونیکی را انجام دهید و مراحل را تکرار کنید تا خطا در محدوده قابل قبول قرار گیرد.
نحوه تنظیم صفر و اسپن
بسته به نوع گیج، تنظیم می تواند مکانیکی یا الکترونیکی باشد:
- تنظیم مکانیکی: برای گیج های آنالوگ، پیچ تنظیم صفر در جلو یا پشت صفحه برای تغییر مکان عقربه موجود است. ابتدا صفر را با فشار اتمسفریک تنظیم کنید سپس اسپن را بررسی کنید.
- تنظیم الکترونیکی: در ترانسدیوسر های دیجیتال، با استفاده از منو یا نرم افزار می توان آفست و گین را تنظیم کرد. همیشه پس از تنظیم، نقاط میانی را چک کنید تا از خطی بودن مطمئن شوید.
محاسبه خطا و برآورد عدم قطعیت
گزارش کالیبراسیون باید شامل موارد زیر باشد:
- خطای مطلق در هر نقطه = مقدار گیج منهای مقدار مرجع
- خطای نسبی به صورت درصد FS یا درصد خوانش
- هیسترزیس تفاوت میان قرائت های صعودی و نزولی
- عدم قطعیت ترکیبی بر مبنای عدم قطعیت دستگاه مرجع، خواندن اپراتور، دما، و شرایط اتصال
برای کالیبراسیون هایی که باید گواهی شوند، مطمئن شوید که مرجع ها دارای گواهی با ردیابی به استاندارد ملی یا بین المللی باشند.
نکات مهم برای دستیابی به دقت بالا
- استفاده از مرجع با دقت بالاتر: مرجع باید حداقل 4 تا 10 برابر دقت بهتر از دستگاه تحت آزمایش داشته باشد.
- اجتناب از نقاط انتهایی: در صورتی که ممکن است از بازه 10 تا 90 درصد FS برای افزایش دقت استفاده کنید چون نقاط نزدیک به صفر یا FS اغلب خطای بیشتری دارند.
- کنترل دما: دما می تواند سبب دررفتگی خوانش شود؛ اگر گیج در محیط با دمای متغیر کار می کند، تصحیح دما را اعمال کنید.
- اتصالات مناسب: هر گونه نشتی یا گرفتگی موجب خطا می شود. از فیتینگ های تمیز و سالم استفاده کنید.
- اجتناب از ضربه و ارتعاش: گیج ها به ضربه حساس اند؛ در هنگام نصب از ضربه و ارتعاش محافظت کنید یا از مدل های مناسب برای شرایط ریز ارتعاش استفاده کنید.
- استفاده از سمبر یا دمپر: برای سیالات پالس دار از اسنابر یا دمپر استفاده کنید تا نوسانات لحظه ای خوانش را کاهش دهید.
عیوب رایج و روش های رفع آن
برخی علائم که نشان دهنده نیاز به سرویس یا تعویض هستند:
- عدم برگشت به صفر: ممکن است به دلیل پیچ خوردگی بوردون یا گرفتگی مسیر باشد. بررسی فیزیکی و پاکسازی لازم است.
- پریدن عقربه: ناشی از ارتعاش یا ضربه. تثبیت مکان نصب و نصب دمپر پیشنهاد می شود.
- خوانش های ناپایدار: احتمال نشتی، هوا در سیستم، یا خرابی داخلی. چک کردن اتصالات و انجام تست فشار توصیه می شود.
- تغییر تدریجی دقت: بیانگر خستگی ماده یا خوردگی است؛ در این حالت کالیبراسیون دوره ای کوتاه تر و در صورت نیاز تعویض دستگاه پیشنهاد می شود.
بازه کالیبراسیون و مستندسازی
بازه های کالیبراسیون بستگی به کاربرد، ریسک و پایداری دستگاه دارد. برای بسیاری از کاربرد ها بازه 6 ماه تا 12 ماه مناسب است اما در کاربرد های حساس صنعتی ممکن است بازه کوتاه تر لازم باشد. هر بار کالیبراسیون باید شامل:
- اطلاعات شناسایی دستگاه (مدل، شماره سریال)
- ابزار مرجع و شماره گواهی
- تاریخ و نام اپراتور
- نتایج خام و محاسبات خطا
- نتیجه گیری و اقدام احتمالی (قبول یا رد)
ایمنی در طول کالیبراسیون
- از تجهیزات محافظ شخصی در برابر فشار بالا استفاده کنید.
- هرگز گیج را فراتر از حداکثر فشار مشخص شده قرار ندهید.
- در صورت کار با گاز های فشرده یا سیالات خطرناک، تهویه مناسب و ایمنی شیمیایی رعایت شود.
پیشنهادات برای افزایش عمر و پایداری گیج ها
- نصب گیج در مکان هایی با حداقل ارتعاش و ضربه
- استفاده از فیلتر یا دیافراگم در مقابل سیالات خورنده
- کالیبراسیون دوره ای و ثبت روند تغییرات خطا برای پیش بینی خرابی
- آموزش اپراتور برای نصب و نگهداری صحیح
موضوعات مرتبط برای مطالعه بیشتر
اگر به این موضوع علاقه دارید، مطالعه این مباحث نیز می تواند مفید باشد:
- اصول کارکرد بوردون تیوب و طراحی مکانیکی آن
- روش های برآورد عدم قطعیت در اندازه گیری فشار
- مقایسه ترانسدیوسر دیجیتال و گیج آنالوگ در کاربرد های فرآیندی
- اثر دما و تغییرات محیطی بر دقت گیج ها
جمع بندی و نتیجه گیری
کالیبراسیون و تنظیم دقیق گیج فشار ویکا مستلزم رعایت روش های استاندارد، استفاده از تجهیزات مرجع با دقت بالا و ثبت کامل نتایج است. با انجام درست مراحل آماده سازی، اعمال فشار در نقاط مناسب و محاسبه دقیق خطا و عدم قطعیت می توان دقت عملیاتی را به طرز چشمگیری افزایش داد. همچنین نگهداری منظم و توجه به شرایط نصب عمر مفید دستگاه را طولانی می کند و از توقف های غیرمنتظره در فرآیند جلوگیری می کند.
آیا دوست دارید نمونه فرم کالیبراسیون استاندارد برای گیج فشار ویکا را بر اساس ISO/IEC 17025 مشاهده کنید تا بتوانید آن را مستقیماً در کارگاه خود استفاده کنید؟