کالیباسیون به زبان ساده یعنی اندازه گیری و صحت وسیله اندازه‌گیری درمطابقت با مرجع تایید شده. با توجه به اینکه دستیابی به کیفیت برتر و انجام آزمایش‌های دقیق از طریق انجام آزمون‌ها و اندازه‌گیری‌های مطمئن صورت می‌گیرد لذا انجام فرایند کالیبراسیون در تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. برای اطلاعات بیشتر درمورد کاربرد و اهمیت کالیبراسیون و اینکه کالیبراسیون چیست، ادامه مقاله را بخوانید.
فهرست مطلب
کالیبراسیون چیست؟
در صنعت و استفاده از تجهیزات ابزار دقیق فرآیند، برای اطمینان از عملکرد صحیح آن از ساده‌ترین تا پیچیده‌ترین آن‌ها، به کالیبراسیون و نگهداری دوره‌ای نیاز دارد. دریافت، عوامل محیطی، منبع تغذیه الکتریکی، افزودن یک تجهیز به یک حلقه خروجی و تغییرات فرآیند، همگی باعث میشوند که تجهیزات ابزار دقیق فرآیندی، دقت خود را از دست دهند. فقط با کالیبراسیون آن ابزار می‌توان اطمینان حاصل کرد که به درستی کارمی‌کنند. کالیبراسیون مقایسه‌ای بین دو دستگاه است. اولی وسیله واحدی است که باید برمبنای واحد مشخص اندازه‌گیری کالیبره شود که اغلب تجهیز مورد کالیبره نامیده می‌گردد و دستگاه دوم کالیبراتوراست که بر روی یک استاندارد با دقت شناخته شده ثابت شده است.
کالیبراسیون یک ابزار شامل بررسی چندین نقطه در طیف وسیعی از بازه اندازه‌گیری ابزار یا تجهیز اندازه‌گیری است. بعد از اینکه دقت دستگاه مورد آزمایش بررسی گردید، می‌توان تنظیماتی را برای رسیدن به دقت مورد نظر آن انجام داد. پس به طور کلی کالیبراسیون معمولا با اهداف زیر انجام می‌شود:
- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع
- اطمینان از درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه اندازه‌گیر
چرا کالیبراسیون مهم است؟
کالیبراسیون کمک می‌کند تا جهان ایمن باشد. ممکن است این موضوع در نگاه اول کمی عجیب به نظر برسد. اما جالب است بدانید روزانه میلیون‌ها عملیات کالیبره بی سروصدا برای اجرای منافع ما اجرا می‌شود. مثلا هنگامی که روی صندلی هواپیما نشسته‌اید و منتظر پروازی آرام هستید یا از کنار یک مرکز هسته‌ای عبور می‌کنید یا حتی وقتی با خیال راحت از دارویی استفاده می‌کنید، تمامی سیستم‌ها و فرآیندهای پیش روی شما باید به طور مرتب کالیبره شوند تا شما از حوادث دور بمانید. بنابراین هیچکس نمی‌تواند بگوید کالیبراسیون مهم نیست!
گذشت زمان، فرسودگی و حوادث غیر مترقبه باعث میشوند قابلیت ردیابی نتایج در دستگاه‌ها زیر سؤال برود و نیازمند تأیید دوباره باشند. در اغلب موارد، عدم قطعیت دستگاه‌ها و ابزار مختلف، نسبت به زمان و با استفاده‌های مکرر زیاد میشوند. اما تشخیص رشد تدریجی عدم قطعیت برای کاربران عادی به آسانی امکان‌پذیر نیست و نیاز به بازرسی و تشخیص یک ناظر کنترل کیفیت دارد.
کار کردن با ابزارهای کالیبره به محقق کمک می‌کنند که به نتایج حاصل از تحقیقات خود اطمینان داشته باشد. بداند که این نتایج ناشی از تغییرات واقعی پدیده‌ها هستند؛ نه ناشی از نادرستی تخمین و عدم قطعیت در اندازه‌گیری.
مراحل کالیبراسیون
در هنگام کالیبراسیون دستگاه، سعی کنید که مراحل زیر را به ترتیب اجرا کنید:
مرحله اول کدگذاری
ابتدا لازم است ابزار اندازه‌گیری مختلف، با حوصله و دقت کافی کدگذاری شوند. البته فقط کدگذاری کافی نیست. لازم است برای تجهیزات شناسنامه تهیه کنید و لیست کامل آن‌ها را به تفکیک شناسه داشته باشید.
مرحله دوم طبقه‌بندی
پس از کدگذاری لازم است تجهیزات اندازه‌گیری را از نظر کالیبراسیون طبقه‌بندی کنید. این طبقه‌بندی می‌تواند بر اساس معیارهای مختلفی انجام گیرد. اهمیت، فاصله زمانی (دوره تناوب کالیبراسیون)، هزینه و دشواری مهمترین پارامترهایی هستند که باید به آن‌ها توجه کنید.
مرحله سوم تعیین حد مجاز خطا
هیچگاه نمی‌توان از تجهیزات اندازه‌گیری، انتظار دقت بی‌نهایت داشت. با توجه به درجه دقت مورد نیاز شما، همواره مقداری خطا وجود دارد. البته تعیین حد مجاز خطا به عهده شماست. برای کالیبره کردن دستگاه‌ها، حد مجاز خطا را با توجه به کاربرد مورد نظر تعیین کنید.
مرحله چهارم انتخاب کالیبره کننده
یکی از مهمترین مراحل پیش روی شما، انتخاب کالیبره کننده است. ممکن است بسیاری از مراکز و یا حتی افراد این ادعا را بکنند که در کالیبراسیون خبره هستند. این پیش آگاهی شماست که می‌تواند در مسیر انتخاب به شما کمک کند. در بخش‌های بعدی به نکات انتخاب کالیبره کننده خواهیم پرداخت.
مرحله پنجم اجرای کالیبراسیون
در این مرحله با اجرای آزمایش، درصد خطای دستگاه مشخص می‌شود و عملیات کالیبراسیون اجرا می‌شود. یعنی با مراجعه به استاندارد و تجربه، دستگاه تنظیم می‌شود و یا در صورت داشتن عیوبی پایه‌ای، برای تعمیر فرستاده می‌شود. در آخر گواهی و برچسب کالیبراسیون صادر شده و نصب می‌شود.
مرحله ششم ثبت سوابق کالیبراسیون
حفظ و نگهداری سوابق کالیبراسیون مهم است. این اهمیت وقتی آشکار می‌شود که بازرسین مراکز مختلف اقدام به نظارت بر تجهیزات می‌کنند. سوابق کالیبراسیون از مستندترین و معتبرترین سوابقی هستند که بر سلامت کامل تجهیزات دلالت می‌کنند. در ضمن، اگر قصد فروش دستگاه خود را داشته باشید، این مدارک برای شما اهمیت خواهند داشت.
روش‌های کالیبراسیون
به طور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست:
۱- روش اول کالیبراسیون برای بدست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصل است.
۲- روش دوم، روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول و یا رد آن مشخص می‌شود.
٣- روش سوم، روش دوم را در برگرفته و علاوه بر آن تنظیم، تعمیر و یا حذف خطای ایجاد شده را نیز در بر می‌گیرد.
مکان کالیبراسیون
مکان کالیبراسیون می‌تواند در محل آزمایشگاه شرکت باشد و یا در محل استفاده دستگاه.بهتر است دستگاه در محل استفاده کالیبره گردد تا مواردی مانند تغییر شرایط محیطی یا آسیب دستگاه در حمل و نقل در صحت کالیبراسیون نقشی نداشته باشند.
کالیبراسیون در محل مزایای زیر را دارد:
- به حداقل رسیدن تنش‌های ناشی از جابجایی دستگاه
- هزینۀ کمتر
- اطمینان کاربران از حفاظت دستگاه‌های خود
- سرعت بالای فرایند
- عدم انقطاع در عملکرد دستگاه
كدام دستگاه‌ها بايد کاليبره شوند؟
هر دستگاه یا وسیله‌ای که دراندازه‌گيری کاربرد دارد، باید کالیبره باشد. این تجهیزات بايد به صورت دوره‌ای كاليبره شوند و برای آن‌ها گواهی كاليبراسيون صادر شده و ضميمه دستگاه شود.
توجه داشته باشید که كاليبره كردن همه تجهيزات لازم نيست. چرا که برخی ابزار فقط به عنوان «نشان‌دهنده» مورد استفاده قرار می‌گيرند. لزومی برای کالیبره بودن تجهیزاتی که برای تشخيص و آشكارسازی موارد مهم به كار نمی‌روند، نیست. اگر ابزاری برای تعيين قابليت پذيرش محصول و يا عوامل موثر در فرايند آزمون کاربرد نداشته باشد، كاليبراسيون آن ضروری نیست.
اعتبارسنجی کالیبراسیون
هنگام انجام کالیبراسیون، مهم است که بتوانید به روشی که انجام می‌شود اعتماد کنید. اعتبارسنجی کالیبراسیون این اعتماد را فراهم می کند. اعتبارسنجی به صاحب ابزار اطمینان می‌دهد که کالیبراسیون به درستی انجام شده است.
اعتبارسنجی کالیبراسیون به این معنی است که یک فرآیند کالیبراسیون بررسی شده و مطابق با الزامات اندازه‌گیری فنی و با کیفیت بین‌المللی پذیرفته شده است.ISO / IEC 17025 استاندارد بین‌المللی کیفیت‌سنجی است که آزمایشگاه‌های کالیبراسیون در آن معتبر هستند.
موافقت‌نامه‌های بین‌المللی اطمینان می‌دهند که به محض اعتبارسنجی یک فرآیند کالیبراسیون در یک کشور، هرگونه کالیبراسیون ناشی از آن فرایند می‌تواند در سراسر جهان و بدون هیچ‌گونه الزام اضافی در مورد پذیرش فنی پذیرفته شود.
آزمایشگاه کالیبراسیون اغلب با کالیبراسیون یک ابزار، گواهی‌نامه ارائه می‌دهد. گواهی کالیبراسیون اطلاعات مهمی را برای اطمینان به صاحب ابزار در مورد کالیبراسیون صحیح دستگاه و کمک به اثبات کالیبراسیون ارائه می‌دهد.
یک گواهی کالیبراسیون ممکن است شامل بیانیه‌ای از قابلیت ردیابی یا لیستی از استانداردهای کالیبراسیون مورد استفاده برای کالیبراسیون، هرگونه داده حاصل از کالیبراسیون، تاریخ کالیبراسیون و احتمالاً اظهارات مربوط به هر نتیجه اندازه‌گیری باشد یا نتواند آن را صادر کند.
زمان کالیبراسیون
عوامل زیادی در حداقل زمان فواصل کالیبراسیون موثر هستند:
-
- پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده
- روند داده‌های به دست آمده از سوابق کالیبراسیون قبلی
- سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
- طول زمان استفاده و تعداد دفعات استفاده
- مدت زمان عمر دستگاه
- تغییر شرایط محیطی(مانند دما، رطوبت، ارتعاشات و…)
هرم کالیبراسیون چیست؟
هرم کالیبراسیون ساختار فنی و اجرایی کالیبراسیون را به صورت سلسله مراتبی نشان می‌دهد. با توجه به این هرم سیستم یکای SI در راس کالیبراسیون قرار دارد زیرا که شالوده هر اندازه‌گیری، یکا و استاندارد آن است و بدون یکای استاندارد این امر ممکن نیست.
یکاهای SI: این سیستم بین‌المللی بر اساس واحدهای: کیلوگرم، متر، ثانیه، آمپر، کلوین، کندلا تنظیم شده و به ۲۲ زیر مجموعه تقسیم می‌شود.
استانداردهای جهانی: استانداردهای اندازه‌گیری که به تایید سازمان NIST آمریکا رسیده.
استانداردهای اولیه: استانداردهای اولیه که در استاندارد ISO17025 ذکر شده.
استانداردهای کاری: کالیبراسیون‌های روزانه که توسط تکنسین‌های آزمایشگاه انجام می‌شود.
دستورالعمل‌ها: دستورالعمل‌های فرایندی و تجهیزات اندازه‌گیری که در صنعت و تجارت به کار می‌روند.
استانداردهای کالیبراسیون
استانداردهای کالیبراسیون شامل هر منبعی است که می‌تواند یک مرجع شناخته شده که در آن می‌توان دقت یک ابزار را با یکدیگر مقایسه کرد ارائه دهد. استانداردهای کالیبراسیون می‌تواند بسیار متفاوت باشد. کالیبراتور می‌تواند شامل محلول‌هایی باشند که به pH خاص برای کالیبراسیون pH مترها تهیه میشوند، شامل بلوک‌هایی با ضخامت دقیق هستند که با آن می‌توان یک متر را کالیبره کرد .
همه استانداردها به طور یکسان ایجاد نمی‌شوند. در حالی که کلیه استانداردها دارای دقت شناخته شده هستند، برخی از آن‌ها به عنوان استاندارد اصلی شناخته میشوند که بالاترین سطح دقت برای یک پارامتر خاص است. استانداردهای اولیه با تکیه بر فن‌آوری‌های اندازه‌گیری با استفاده از ثابت‌های فیزیکی اساسی که دریف ندارد و به دقت بالایی رسیده‌اند. به عنوان مثال، مقدار ولت توسط جوزفسون افکت تعریف شده است که دارای دقت 1 قسمت در هر میلیارد است. این مقادیر ثابت عدم اطمینان را به حداقل می‌رساند، و استانداردهای اولیه را دقیق‌ترین ابزار کالیبراسیون می‌کند.
اگرچه دقت کالیبراتورها بسته به مدل و پارامترهای اندازه‌گیری بسیار متفاوت است، اما تقریباً به سه گروه تقسیم میشوند:
استانداردهای صنعتی
همچنین به عنوان استانداردهای میدانی شناخته میشوند، به عنوان یک قاعده کلی، دقت 4 برابر بیشتر از ابزار کالیبره شده را دارند، اگرچه این عامل مقیاس در صنایع مختلف می‌تواند متفاوت باشد. استانداردهای صنعتی معمولا برای بررسی سنسو‌رهای مختلف درمحل استفاده و نه در یک آزمایشگاه مفید هستند.
استانداردهای ثانویه
همچنین به عنوان استانداردهای آزمایشگاهی شناخته میشوند، دقت بیشتری نسبت به استانداردهای میدانی دارند و برای کالیبراسیون استانداردهای میدانی استفاده میشوند.
استانداردهای اولیه بالاترین دقت کالیبراسیون را دارند. از استانداردهای اولیه برای کالیبراسیون استانداردهای ثانویه استفاده می‌شود.
قابلیت‌ردیابی یا Traceability
برای بهبود کیفیت کالیبراسیون در سطوح قابل قبول برای سازمان‌های خارجی، به طور کلی مطلوب است که کالیبراسیون و اندازه‌گیری‌های بعدی قابل ردیابی با استانداردهای شناخته شده بین‌المللی باشند. تعیین قابلیت ردیابی با مقایسه رسمی با استانداردی صورت می‌گیرد که مستقیم یا غیرمستقیم با استانداردهای ملی (مانند NIST در ایالات متحده)، استانداردهای بین‌المللی یا مواد مرجع معتبر مرتبط باشد.
انواع سیستم‌های کالیبراسیون
سیستم‌های کالیبراسیون را می‌توان به چهار گروه زیر تقسیم کرد
١- کالیبراسیون جهت بازرسی و تصحیح
با توجه به نتایج حاصل از بازرسی، تصحیح اعمال می‌شود. تا زمانی که خطا در حدود قابل قبول سیستم اندازه‌گیری باشد، نیازی به تصحیح نیست و از وسیله اندازه‌گیری می‌توان استفاده کرد.
اما اگر خطای مقادیر مورد اندازه‌گیری از حدود قابل قبول بیشتر باشد اعمال تصمیمات لازم ضروری است.
٢- کالیبراسیون فقط به منظور بازرسی
اگر خطای مقادیر مورد اندازه‌گیری که از انجام بازرسی حاصل میشوند در حدود تعریف شده باشد، از دستگاه اندازه‌گیری می‌توان استفاده کرد. از آنجایی که تصحیح و یا تعمیر دستگاه اندازه‌گیری گران است با بازرسی‌های دوره‌ای تا زمانیکه خطای وسیله اندازه‌گیری در حدود تعریف شده باشد استفاده از آن بلامانع است. چنانچه خطاها از حدود تعریف شده تجاوز کنند وسیله اندازه‌گیری را باید کنار گذاشت و یا تقلیل رده و کلاس داد.
٣- کالیبراسیون فقط به منظور تصحیح
در این روش بازرسی انجام نمی‌شود، اما تصمیمات لازم جهت رسیدن به مفهومی معادل کالیبراسیون جدید و استفاده از وسیله اندازه‌گیری انجام می‌شود. به عنوان مثال تصحیح نقطه صفر وسیله اندازه‌گیری را تنظیم نمود.
۴- عدم کالیبراسیون
در این روش بدون انجام بازرسی و تصمیمات لازم از دستگاه اندازه‌گیری استفاده می‌شود. در این حالت به دلیل آن که مقدار بعضی از خطاهای مشخص دستگاه از حدود کنترل تعریف شده برای وسیله اندازه‌گیری در فرآیند تولید کوچک‌ترند، بدون انجام کالیبراسیون دوره‌ای از وسیله اندازه‌گیری استفاده می‌شود.
طبقه‌بندی برچسب‌ها
طبقه‌بندی برچسب‌های کالیبراسیون عبارتند از:
- برچسب مخصوص استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
- برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
- برچسب مخصوص استانداردهای کاری به رنگ سبز
- برچسب مخصوص کلیه دستگاه های متفرقه به رنگ سفید
- برچسب (No CALIBRATION REQUIRED) NCR مربوط به تجهیزاتی که نیاز به کالیبراسیون ندارند.
- برچسب CALIBRATION BEFORE USE) CBU) مربوط به تجهیزاتی که به ندرت استفاده میشوند.
نتیجه‌گیری
کالیبراسیون کمک می‌کند که ما انسان‌ها ایمن زندگی کنیم. روزانه میلیون‌ها عملیات کالیبره بی سروصدا برای اجرای منافع ما اجرا می‌شود. تمامی سیستم‌ها و فرآیندهای پیش روی شما باید به طور مرتب کالیبره شده‌اند تا شما از حوادث دور بمانید. بناباین هیچکس نمی‌تواند بگوید کالیبراسیون مهم نیست. ما در این مقاله سعی کردیم اطلاعاتی راجع به این عمل مهم در اختیارتان قرار دهیم
