Kalibrace a seřízení vlhkoměrů ? Výhody a nevýhody různých metod

Kalibrace a seřízení vlhkoměrů ? Výhody a nevýhody různých metod

Zařízení pro měření relativní vlhkosti lze kalibrovat nebo seřídit různými způsoby. Ideálním případem by bylo, kdyby všechna zařízení byla v akreditované laboratoři podle nejvyšších standardů otestována a certifikována. V praxi je však nutné najít způsoby, jak sladit faktory času, náklady, technické požadavky, odborné znalosti a speciální požadavky uživatelů.

Kalibrace ? Proces, při kterém jsou naměřené hodnoty měřicího přístroje porovnány s hodnotami referenčního nebo normovaného zařízení.
Seřízení ? Proces, při kterém je ukazatel měřicího přístroje, tedy naměřená/zobrazená hodnota (tzv. skutečná hodnota), co nejlépe upravena na správnou hodnotu, tzv. cílovou hodnu.
Kalibrační interval ? Časový rozdíl mezi dvěma po sobě jdoucími kalibracemi měřicích přístrojů.
Pracovní standard ? Měřicí přístroj, který byl kalibrován pomocí sekundárního nebo primárního normálu, a který je následně používán k kalibraci jiných měřicích přístrojů.

Slovo „kalibrace“ je často, ale ne vždy správně, chápáno jako porovnání včetně seřízení. Aby nedocházelo k nedorozuměním, neměli byste předpokládat, že kalibrace automaticky zahrnuje i seřízení.

Často jsou výrobci dotazováni zákazníky, jaké kalibrační intervaly doporučují. To je rozumný přístup, ale v praxi může výkon měřicího přístroje s časem klesat v závislosti na použití. Proto je na uživateli, aby stanovil kalibrační intervaly. Metrologové se snaží tento problém řešit tím, že zařízení pravidelně kalibrují (bez seřízení) a zaznamenávají data, dokud drift naměřených hodnot nepřekročí povolené tolerance. Kalibrační interval je časový rozdíl mezi kalibrací v čase tn a následující kalibrací v čase tn+1. Mezi těmito dvěma body je zařízení v kalibrovaném, provozuschopném stavu. Tento interval je sledován pomocí méně častých dodatečných kalibrací, dokud není patrný přijatelný výkonový průběh.

Pracovní standard může být jakékoli měřicí zařízení, které je používáno k kalibraci jiného měřicího přístroje. Přesnost a opakovatelnost nejsou pro tento pracovní standard rozhodující. Výkonové parametry pracovního standardu by měly být vhodné pouze pro zamýšlené použití. Důležité je, aby byl tento standard pravidelně kalibrován pomocí sekundárního nebo primárního normálu a aby byl jeho provozní chování pečlivě sledováno a dokumentováno.

Teplota ? klíčový faktor

Relativní vlhkost je extrémně závislá na teplotě. Pro dosažení co nejlepších kalibračních výsledků by všechny zařízení používané při kalibraci měly mít vyváženou teplotu. To znamená, že kalibrační prostředí má stabilní teplotu, a že pracovní standard i měřicí zařízení mají stejnou teplotu. Pokud tyto podmínky nelze zajistit, dojde kvůli teplotnímu rozdílu k chybám při kalibraci. V praxi to znamená, že přenosné pracovní standardy musí být schopny přizpůsobit se okolní teplotě na místě. To platí zejména tehdy, když je normál uložen při pokojové teplotě a používá se v procesu nebo prostředí s vyššími nebo nižšími teplotami než je pokojová.

In situ kalibrace na jednom bodě

U této metody se používá pracovní standard k kalibraci stacionárního provozního měřicího zařízení, aniž by bylo zařízení vypnuto. Například technik může pomocí přenosného měřicího zařízení zkontrolovat měřič připevněný na stěně. Výhodou je, že tento postup je rychlý a jednoduchý. Nejsou žádné výpadky provozního měřicího zařízení a není třeba další pracovní síly na demontáž. Nevýhodou je však absence druhého kalibračního bodu, který by potvrdil správnou dynamickou odezvu přístroje.

Pokud jsou okolní podmínky pouze mírně kolísavé, může stačit lehce přivonět ke snímači, aby bylo možné sledovat jeho reakci a návrat do původního stavu. Pokud se však podmínky výrazně mění, je vhodnější vícebodová kalibrace.

Vícebodová kalibrace při provozu

Dvou- nebo tříbodové kalibrace lze provádět přímo na místě pomocí vlhkoměrných generátorů, pokud okolí má stabilní teplotu. Přijatelná vlhkostní hodnota může být dosažena pomocí různých zařízení. Všechna však mají určitá omezení nebo požadavky. Například nasycená solná lázeň je ekonomickým řešením a je snadno přenosná.

Je však třeba počítat s dostatečným časem na minimalizaci vlhkostních výkyvů způsobených teplotními rozdíly. Protože se solné lázně považují za nevratné, musí být jejich vratnost zajištěna například použitím vhodného pracovního standardu v solné lázni spolu s testovaným zařízením. Výhodou vícebodové kalibrace na místě je, že zajišťuje správnou funkci provozního zařízení v daném rozsahu použití. Bohužel je tato kalibrace složitější než jednoduchá in situ kalibrace na jednom bodě. Technik potřebuje rozsáhlejší vybavení a zařízení musí pracovat offline. Proces může trvat i přes hodinu, někdy déle. Navíc podmínky na místě často nejsou ideální, což ztěžuje dosažení vysoké přesnosti.

Kalibrace v interním provozním laboratoři

Některé firmy mají vlastní metrologická pracoviště s kapacitami pro měřidla a kalibrace. Taková pracoviště jsou především v podnicích, které musí udržovat velké množství měřicích zařízení nebo provádět měření v kritických oblastech. Kalibrace v interních laboratořích nabízí mnoho výhod. Možnosti laboratoře lze přizpůsobit požadavkům firmy. V některých případech je tak plně odpovědnost za výkon měřicích zařízení přenesena na laboratoř. Metrologové mohou stanovit kalibrační intervaly a vyškolení technici provádějí práce na nejvyšší úrovni v kontrolovaném prostředí. To umožňuje rychlou průchodnost a individuální zákaznický servis při zvláštních požadavcích. Ve větších podnicích však tyto výhody mohou být omezeny tím, že kalibrační zařízení není v blízkosti provozních měřicích zařízení.

Komerční kalibrační laboratoře

Existují ziskové instituce, které nabízejí kalibrační služby. Většinou jsou měřicí zařízení při kalibraci odstavena z provozu a odeslána do laboratoře. Některé komerční laboratoře mají k dispozici zaměstnance pro instalaci a vyjmutí měřicích zařízení. Některé nabízejí také kalibraci přímo na místě pomocí mobilních laboratoří. Komerční laboratoře jsou zvláště vhodné pro firmy, které musí kalibrovat jen malé množství zařízení, u nichž není ekonomické investovat do vlastních kalibračních přístrojů. Kvalita služeb těchto laboratoří se liší. Některé nabízejí vysoce kvalitní kalibrační služby, které jsou srovnatelné s těmi od národních normalizačních institucí, například NIST. Jiní poskytovatelé se specializují například na vlhkostní podmínky, které jsou obtížně reprodukovatelné, například extrémně vysoká nebo nízká vlhkost při extrémních teplotách. Při výběru vhodné kalibrační laboratoře je vhodné dbát na to, aby byla akreditovaná, tj. aby byla ověřena a certifikována nezávislou institucí. Výsledkem certifikačního procesu je jasně definovaná oblast činnosti laboratoře, která stanoví všechny měřicí rozsahy, nejistoty a limity. V Evropě existují certifikační orgány pro akreditaci a dohled nad kalibračními laboratořemi ve všech členských státech; tyto orgány vydávají úplné seznamy akreditovaných laboratoří.