Pochopenie kalibrácie pri meraní vibrácií
Definícia: Čo je kalibrácia?
Kalibrácia je proces porovnávania meracieho prístroja alebo senzora so známym referenčným štandardom s vyššou presnosťou a dokumentovania vzťahu medzi výstupom prístroja a skutočnou hodnotou. Pre vibrácie merania, kalibrácia overuje, že akcelerometre, snímače rýchlosti a analyzátory merajú presne a v prípade potreby poskytujú korekčné faktory na kompenzáciu odchýlok od ideálneho výkonu. Kalibrácia zabezpečuje sledovateľnosť merania podľa národných alebo medzinárodných noriem a je vyžadovaná pre systémy kvality (ISO 9001), súlad s právnymi predpismi a spoľahlivé údaje z monitorovania stavu.
Pravidelná kalibrácia je nevyhnutná, pretože citlivosť senzora sa môže časom meniť v dôsledku starnutia, teplotných cyklov, mechanických otrasov alebo vystavenia prostrediu. Bez kalibrácie sa trendové údaje stávajú nespoľahlivými, posúdenia závažnosti porúch nepresnými a rozhodnutia o údržbe sú nedostatočne informované.
Prečo je kalibrácia potrebná
Presnosť merania
- Senzory sa časom menia od nominálnej citlivosti
- Typický posun: 1-5% za rok v závislosti od používania
- Nárazy, teplota a starnutie ovplyvňujú kalibráciu
- Overenie zabezpečuje presnosť meraní
Sledovateľnosť
- Reťazec porovnaní spájajúci meranie s národným štandardom (NIST, NPL atď.)
- Sledovateľnosť dokumentov kalibračného certifikátu
- Požadované pre akreditáciu ISO 17025
- Právne a zmluvné požiadavky
Zabezpečenie kvality
- Norma ISO 9001 vyžaduje kalibrované meracie zariadenia
- Preukazuje riadenie procesu merania
- Poskytuje dôveru v údaje
- Podporuje rozhodovanie
Konzistencia
- Porovnajte merania z rôznych prístrojov
- Zabezpečte, aby všetky senzory v programe merali konzistentne
- Umožňuje zmysluplné sledovanie trendov naprieč viacerými nástrojmi
Kalibračné metódy
Primárna kalibrácia (laserová interferometria)
Metóda absolútnej referencie:
- Porovnáva senzor s laserovým interferometrom (meria posun s rozlíšením nm)
- Senzor namontovaný na presnom trepači
- Zrýchlenie/rýchlosť vypočítaná z merania laserového posunu
- Najpresnejšia metóda (neistota < 0.5%)
- Vykonávané národnými laboratóriami a špecializovanými kalibračnými zariadeniami
Sekundárna kalibrácia (porovnanie)
- Porovnajte senzor s kalibrovaným referenčným senzorom
- Oba senzory na tej istej trepačke
- Referenčný senzor nedávno kalibrovaný primárnou metódou
- Najbežnejšia metóda pre rutinné kalibrácie
- Neistota typicky 1-3%
Kalibrácia po sebe
- Namontujte testovací senzor priamo na referenčný senzor
- Obaja zažívajú rovnaký pohyb
- Priame porovnanie výstupov
- Jednoduché a rýchle
- Vhodné na overenie v teréne
Ručný kalibrátor
- Prenosné zariadenie poskytujúce známe vibrácie (typicky 1g pri 159,2 Hz)
- Rýchla kontrola senzora/systému v teréne
- Nie je to úplná kalibrácia, ale overuje sa funkcia
- Užitočné pre kontroly pred meraním
Kalibračný certifikát
Základné informácie
- Identifikácia senzora: Model, sériové číslo
- Dátum kalibrácie: Keď sa vykonáva
- Citlivosť: Nameraná hodnota (mV/g, pC/g atď.)
- Frekvenčná odozva: Odchýlka od ideálneho stavu v rámci frekvenčného rozsahu
- Neistota: Vyhlásenie o neistote merania
- Sledovateľnosť: Odkaz na použité normy
- Kalibračné laboratórium: Informácie o akreditácii
- Ďalší dátum splatnosti: Keď je potrebná rekalibrácia
Kalibračné intervaly
Odporúčané frekvencie
- Kritické aplikácie: 6-12 mesiacov
- Všeobecný priemysel: 1-2 roky
- Zriedkavé použitie: 2-3 roky
- Po šoku/poškodení: Okamžitá rekalibrácia
- Nový senzor: Overte kalibráciu z výroby
Faktory ovplyvňujúce interval
- Kritickosť meraní
- Frekvencia a závažnosť používania
- Historické miery driftu
- Podmienky prostredia
- Regulačné alebo zmluvné požiadavky
Overenie poľa
Medzi kalibráciami
- Kontroly ručného kalibrátora (mesačne alebo pred kritickou prácou)
- Porovnanie s referenčným senzorom
- Kontrola nuly (výstup bez vibrácií)
- Kontroly konzistencie (porovnanie údajov medzi senzormi)
Kritériá prijatia
- V rámci ±5% od hodnoty certifikátu: prijateľné pre väčšinu priemyselných prác
- V rozmedzí ±2%: dobrý výkon
- Nad ±10%: potrebná rekalibrácia alebo výmena
- Náhle zmeny: preskúmajte príčinu (poškodenie, problém s pripojením)
Kalibračné záznamy
Požiadavky na dokumentáciu
- Uchovávajte kalibračné certifikáty
- Sledovanie termínov splatnosti
- Zaznamenajte všetky zistenia mimo tolerancie
- Dokumentujte nápravné opatrenia
- Trend driftu senzora počas viacerých kalibrácií
Kalibračná databáza
- Centralizovaný systém sledovania
- Automatické pripomienky pre potrebné kalibrácie
- Historické kalibračné údaje
- Sledovanie stavu prístroja
Normy a požiadavky
Kalibračné štandardy
- Norma ISO 16063: Metódy kalibrácie vibračných senzorov
- Norma ISO 5347: Metódy kalibrácie akcelerometra
- ISO/IEC 17025: Kompetencia kalibračného laboratória
Akreditácia
- Uprednostňujú sa laboratóriá akreditované podľa ISO 17025
- Sledovateľné podľa NIST v USA
- UKAS, DKD, COFRAC v iných krajinách
- Akreditácia zaručuje kvalitu kalibrácie
Najlepšie postupy
Kalibračný program
- Stanovte kalibračné intervaly pre všetky senzory
- Používajte akreditované kalibračné laboratóriá
- Uchovávajte záznamy o kalibrácii
- Sledujte termíny a zabezpečte včasnú kalibráciu
- Vykonávajte kontroly v teréne medzi kalibráciami
Manipulácia a starostlivosť
- Chráňte senzory pred otrasmi a zneužitím
- Správne skladujte, keď sa nepoužíva
- Zaobchádzajte s káblami opatrne
- Zdokumentujte akékoľvek pády alebo poškodenia
- Prekalibrujte po podozrení na poškodenie
Kalibrácia je základom kvality merania pri analýze vibrácií. Pravidelná kalibrácia podľa sledovateľných noriem, správna dokumentácia a systematické overovanie zabezpečujú, že merania vibrácií zostanú presné a spoľahlivé v priebehu času, čím poskytujú istotu merania potrebnú pre efektívne monitorovanie stavu, diagnostiku a rozhodovanie o údržbe v priemyselných zariadeniach.