Beamex blogg

Skrivkonsten är mänsklighetens främsta metod för att samla in, behandla, lagra, söka, kommunicera och sprida information. Innan vi lärde oss att skriva levde vi i en tid som kallas förhistoria, eller förhistorisk tid. I takt med att människan utvecklades, började odla mark och leva ett mindre nomadiskt liv, blev dokumentationen av det som skedde allt mer sofistikerad. Grottmålningar ersattes av hieroglyfer, stentavlor blev rullar och sedan inbundna böcker och när man uppfann typsättning av dokument, fick allt fler människor tillgång till det skrivna ordet. I dag kan vi skicka e-post, textmeddelanden och kommunicera på en mängd andra digitala sätt och nå jorden runt på några få sekunder. Människan har utvecklats och dokumentationen har utvecklats, och därmed också sättet vi hanterar kalibrering på.

I början fanns det bara ett sätt att dokumentera kalibreringsresultaten på och det var med papper och penna. Man tog med sig anteckningarna från fältet och förde över dem på en blankett som arkiverades. Precis som i biblioteket i Alexandria (ett av de största och mest betydelsefulla biblioteken i den antika världen) med sina tusentals papyrusrullar, innebär hanteringen av hundratals eller till och med tusentals kalibreringsdokument i pappersform per definition en risk för att något dokument förläggs, försvinner eller skadas – i fallet med biblioteket i Alexandria förstördes det av en brand som påstås ha anlagts av Julius Caesar. Ett system med papper och penna kräver dessutom mycket arbete och tid, innebär risk för fel och ger små eller inga möjligheter att analysera historiska trender.

Digitala system gör entré på scenen

Databaser

Allt eftersom tiden gått, har mer digitaliserade system för kalibreringshantering utvecklats, inklusive användningen av kalkylark och databaser. En sådan dokumentationsmetod är visserligen ett steg i rätt riktning, men den har fortfarande sina nackdelar. I likhet med att använda papper och penna är det här sättet att registrera kalibreringsdata fortfarande tidskrävande och det är lätt hänt att det sker fel. Automatisering saknas också i det avseendet att det inte går att skapa påminnelser och uppdrag för instrument som ska kalibreras. Läs blogginlägget: Manuella fel vid inmatning av data.

Mjukvarusystem

Användningen av mjukvara för att hantera kalibreringsrapporter var nästa stora kliv. Kalibreringsmodulen i vissa mjukvaror för underhållshantering gör det möjligt att lagra och hantera instrumentdata på ett effektivt sätt i databasen för en anläggning. Men återigen, den här metoden är otillräcklig för att den saknar automatisering, har begränsad funktionalitet och ofta inte uppfyller kraven som ställs av regelverket (t.ex. FDA:s eller EPA:s krav) för hantering av kalibreringsposter.

Lösningar avsedda för kalibrering

Den tekniska utvecklingen verkar gå allt snabbare. Idag är en kalibreringsmjukvara som tagits fram enkom för ändamålet den mest avancerade lösningen som finns tillgänglig för att stödja och vägleda kalibreringshantering. Med kalibreringsmjukvaran får användarna ett lättanvänt gränssnitt som påminner om Windows Utforskaren. Mjukvaran hanterar och lagrar alla instrument- och kalibreringsdata. Det inkluderar planering och schemaläggning av kalibreringsarbete, analys och optimering av kalibreringsfrekvensen, produktion av rapporter, certifikat och etiketter, kommunikation med smarta kalibratorer och enkel integration med underhållshanteringssystem som SAP och Maximo. Resultatet är en ändamålsenlig, automatiserad kalibreringsprocess som förbättrar kvaliteten, anläggningens produktivitet, säkerhet och effektivitet.

För att förstå hur en mjukvara av den här typen kan hjälpa till att hantera instrumentkalibreringarna i en processanläggning på ett bättre sätt, är det viktigt att ta en titt på de typiska kalibreringsuppgifterna som företag utför. De finns inom fem huvudområden: planering och beslutsfattande, organisation, utförande, dokumentation och analys.

Planering och beslutsfattande

Instrument och mätinstrument ska listas och klassificeras i ”kritiska” och ”icke-kritiska” instrument, med kalibreringsområden och nödvändiga toleranser identifierade för varje enskilt instrument. Kalibreringsintervallet, skapandet och godkännandet av standardiserade tillvägagångssätt (SOP) samt valet av lämpliga kalibreringsmetoder och -utrustning bör också definieras. Slutligen ska den aktuella kalibreringsstatusen för varje instrument fastställas.

Organisation

Organisation innefattar att företagets kalibreringspersonal utbildas i att använda den valda utrustningen och hur man följer de godkända, standardiserade tillvägagångssätten. Resurser bör göras tillgängliga och ges i uppdrag att utföra de planerade kalibreringsuppgifterna.

Utförande

Utförandefasen innebär att personalen utför de kalibreringsaktiviteter de blivit tilldelade och följer relevanta instruktioner innan de kalibrerar en enhet, inklusive alla säkerhetsprocedurer förknippade med kalibreringen.

Dokumentation

Till skillnad från många av de mer ålderdomliga metoderna, genererar kalibreringsmjukvaran rapporter automatiskt och alla kalibreringsdata lagras i en databas i stället för i flera olika system. Kalibreringscertifikat, rapporter och etiketter kan skrivas ut på papper eller skickas i elektroniskt format.

Dokumentationen och lagringen av kalibreringsresultat innebär vanligtvis elektronisk signering eller elektroniskt godkännande av alla genererade kalibreringsposter.

Analys

Bättre dokumentation leder till bättre analys. Om man använder en specialmjukvara för kalibrering kan man snabbare, enklare och mer exakt analysera kalibreringsposterna och identifiera historiska trender. Även när en anläggning ska auditeras kan kalibreringsmjukvaran underlätta både förberedelserna och själva kvalitetsrevisionen. Att hitta poster och verifiera att systemet fungerar är enkelt jämfört med traditionell registrering av kalibreringsposter. De reglerande myndigheterna och standarder såsom FDA och EPA ställer höga krav på registreringen av kalibreringsdata. En kalibreringsmjukvara har många funktioner som hjälper till att uppfylla sådana krav, till exempel funktioner för ändringshantering, verifieringskedja och elektroniska signaturer.

Baserat på resultaten bör en analys göras för att avgöra om några korrigerande åtgärder behöver vidtas. Kalibreringens effektivitet behöver gås igenom och kalibreringsintervallen kontrolleras. Intervallen kan behöva justeras baserat på arkiverad kalibreringshistorik. Om till exempel en sensor avviker från sitt specificerade område, skulle konsekvenserna kunna bli katastrofala för anläggningen och resultera i problem såsom kostsamma produktionsstopp, säkerhetsproblem eller att varupartier av sämre kvalitet skulle produceras som senare kanske måste kasseras.

Precis som utvecklingen av verktyg och spridningen av det skrivna ordet har hjälpt till att forma människans utveckling, formar utvecklingen av kalibreringsdokumentation effektiviteten och produktiviteten hos de anläggningar som använder den här tekniken. I och med att man ersätter manuella rutiner med automatiserade, godkända processer borde effektiviteten öka. När de arbetsintensiva kalibreringsuppgifterna blir färre, minskar de kostsamma produktionsstoppen, medan möjligheten att analysera kalibreringsresultaten kommer att optimera kalibreringsintervallen, vilket sparar tid och ökar produktiviteten.

Alla typer av processanläggningar, oavsett bransch, vinner på att använda en mjukvara för kalibreringshantering. Jämfört med traditionella pappersbaserade system, interna föråldrade kalibreringssystem eller kalibreringsmoduler i underhållshanteringssystem resulterar användning av en kalibreringsmjukvara som är avsedd för ändamålet i förbättrad kvalitet, ökad produktivitet och lägre kostnader för hela kalibreringsprocessen.

En kalibreringsmjukvara ger också användarna tillgång till data och historiska trender och det hjälper anläggningspersonalen att fatta bättre beslut. När till exempel någon del av utrustningen behöver uppgraderas kan det vara svårt att få ett godkännande baserat på spekulationer. Att kunna visa data om inkonsekvenser och funktionsstörningar gör godkännandeprocessen mycket enklare. Då kalibreringsteknikerna får mer och mer jobb, kan insikter i processen dessutom främja ett mer fungerande och effektivt arbetsschema. Det i sin tur kommer att förbättra tillförlitligheten, göra det lättare för teknikerna att hantera sitt arbetsflöde och bidra till en säkrare och mer välorganiserad process.

I takt med att vi blir ett mer avancerat samhälle ökar vårt behov av att dela information, likaså utvecklas våra metoder för att samla in, behandla, lagra, söka, kommunicera och sprida information. Samtidigt som det fortfarande är ett effektivt sätt att samla in information genom att helt enkelt skriva ner kalibreringsdata med papper och penna, är det inte ett tillräckligt effektivt sätt och det hindrar personer längre fram i processen att kunna hämta och bearbeta informationen.

Medan databaser och mjukvaror för underhållshantering visserligen är steg i rätt riktning, missar de fortfarande målet när det gäller att distribuera data på ett bra och effektivt sätt. Genom att implementera en kalibreringsmjukvara blir det enklare att samla in, lagra, analysera, hämta och dela information. Tills nästa teknologiska framsteg sker, förblir kalibreringsmjukvaran den mest avancerade lösningen som står till förfogande för att stödja och vägleda aktiviteter inom kalibreringshantering.

Utvecklingen av Beamex kalibreringsmjukvaror i korthet

Här är en kort förteckning över Beamex viktigaste mjukvaruprodukter:

Beamex PDOC (1985)

Den allra första kalibreringsmjukvaran som Beamex släppte redan 1985 var PDOC. Mjukvaran PCAL automatiserade dokumentationen vid tryckkalibrering genom att kommunicera med en bänkmonterad tryckkalibrator. Den skrev ut ett kalibreringscertifikat på ett smalt papper med en termisk skrivare som var integrerad i en Epson-dator. Det var en mjukvara som fanns lagrad på en liten kassett och som användes med en slags bärbar Epson-dator.

Senare släpptes ett motsvarande TDOC-program för dokumentation av 
temperaturkalibreringar.

CALDB1 / CALDB3 (i slutet av 80-talet)

CALDB - Calibration Database - var en DOS-baserad databasmjukvara för kalibrering. Vår första för persondatorer (PC).

Senare introducerades en adderare HISDB för att studera historiken för kalibreringsresultaten.

Beamex QM6 Quality Manager - mjukvara för kalibreringshantering (1996) 

Beamex QM6 var vår första mjukvara för kalibreringshantering som fungerade i ett Windows-operativsystem. Den hade en databas för instrument, referenser och kalibreringsresultat. Den kommunicerade med dokumenterande kalibratorer, vilket gjorde att man kunde skicka kalibreringsproceduren (arbetsordern) till en dokumenterande kalibrator och få resultaten tillbaka till QM6 när kalibreringen var slutförd.

Beamex QD3 Quality Documenter (1996)

QD3 var en mjukvara för dokumentation av kalibreringsresultat. Den hade inte samma funktionalitet som QM6 utan var en enklare version, men den kunde ändå kommunicera med dokumenterande kalibratorer.

Beamex CMX mjukvara för kalibreringshantering (2003)

Den allra första versionen av kalibreringsmjukvaran Beamex CMX lanserades redan 2003 och det var vår första Windows-mjukvara. De första versionerna hade ganska begränsad funktionalitet jämfört med dagens CMX.

Under årens lopp har CMX-teknologin och -funktionaliteten utvecklats kontinuerligt och CMX är fortfarande en mjukvara som utvecklas väldigt aktivt. Idag har CMX ett stort antal funktioner, kan smidigt integreras med många underhållshanteringssystem och passar såväl för mindre kunder som stora företagsinstallationer.

En hel del funktionalitet som har att göra med kraven inom den reglerade läkemedelsindustrin har utvecklats tillsammans med ledande kunder inom den branschen. 

Kalibreringsapplikationen Beamex bMobile (2016)

Beamex bMobile är en kalibreringsapplikation som kan installeras på mobila Android-, iPhone- eller Windows-enheter. Applikationen kan användas för att dokumentera kalibreringsresultat med en mobil enhet.

bMobile kommunicerar med kalibreringsmjukvarorna Beamex CMX och LOGiCAL, så kalibreringsuppdrag kan skickas till bMobile och resultaten fås till en mjukvara. 

Beamex LOGiCAL 1.x (2018)

Den första versionen av den molnbaserade kalibreringsmjukvaran LOGiCAL var en enkel dokumentationsmjukvara som kunde läsa in kalibreringsresultaten från en dokumenterande kalibrator och konvertera dem till ett kalibreringscertifikat i pdf-format.

LOGiCAL 1.x har ersatts med LOGiCAL 2.x.

Beamex LOGiCAL 2.x (2020)

Den nuvarande LOGiCAL 2.x är en prenumerations- och molnbaserad kalibreringsmjukvara som tjänst. Den har en databas för lagring av instrument, referenser och kalibreringsresultat. Den kan synkronisera procedurer till Beamex dokumenterande kalibratorer och Beamex bMobile och även synkronisera kalibreringsresultaten tillbaka till LOGiCAL från mobila enheter.

Inom processindustrin är det avgörande för verksamhetseffektivitet, lönsamhet och tillväxt att ha tillförlitliga och integrerade IT-system både på en enskild anläggning eller flera olika anläggningar.

Fördelarna med att kombinera kalibrerings- och underhållssystem

Även om många företag inom tillverkningsindustrin inser att underhållshantering behöver uppmärksammas överallt i företaget, ses det fortfarande ofta som bara en nödvändig kostnad för verksamheten. Men genom en tätare integrering mellan underhållssystemen och processerna i anläggningen kan man förbättra den operativa effektiviteten och samtidigt spara in på kostnader.

Genombrott för underhållssystem

Underhåll av anläggningstillgångar, det vill säga den utrustning en produktionslinje består av pannor, ugnar, transportörer eller hydraulpumpar, är avgörande för verksamheten i processindustrin.

Produktionsavbrott på grund av haverier är kostsamma, så att implementera ett modernt digitaliserat kalibrerings- och underhållssystem (CMM) kan spara tid och pengar. Organisationer kan också ha egna interna mjukvarusystem för underhållshantering.

Vikten av att kunna hantera kalibreringar

I processindustrin bör kalibrering av process-instrumentering utgöra en liten men livsviktig del av ett företags strategi för tillgångshantering. I fabriksanläggningar måste man vara säker på att instrumenteringsanordningar som temperaturgivare, tryckomvandlare, flödesmätare och liknande fungerar korrekt och mätresultaten ligger inom angivna toleranser. Om sensorerna driver utanför sitt specifikationsområde kan konsekvenserna bli katastrofala.

Kalibreringsmjukvaror hjälper företag att dokumentera, schemalägga, planera, analysera och optimera sitt kalibreringsarbete. När mjukvaran och de smarta kalibratorerna kommunicerar med varandra kan ett företag automatisera fördefinierade kalibreringsprocedurer.

Begränsningar med fristående system

Om man använder fristående system för underhållshantering finns det vissa begränsningar. Det går inte att automatisera kalibreringen eftersom systemet inte kan kommunicera med smarta kalibratorer. Det här leder till att man gör dubbelt arbete och knappar in samma data i flera databaser, vilket minskar effektiviteten och ökar risken för mänskliga fel i processen.

Så här fungerar integrationen i praktiken

Ett projekt med målet att integrera ett CMM-system med ett system för kalibreringshantering involverar vanligen tre parter: kunden, mjukvaruleverantören av CMM-systemet och leverantören av kalibreringsmjukvaran. Kalibreringsmjukvaran som tagits fram av Beamex kan integreras med vanligt förekommande CMM-system som Maximo, SAP och Datastream. Beamex erbjuder ett standardiserat integrationspaket som kan anpassas enligt varje kunds befintliga mjukvara och underhållsstrategi.

Fördelarna med integration

Fördelarna med den här typen av integration kommer sig av att processerna effektiveras och data kombineras på en lättillgänglig plats och gör det möjligt för företag att automatisera sin process för kalibreringshantering. Chefer kan fatta mer välunderbyggda beslut eftersom alla nödvändiga data relaterade till efterlevnadsrapportering och övergripande kalibrering finns på ett ställe. Dessutom är kvalitetsrevisionen enklare och mindre stressig eftersom den information som behövs redan finns tillgänglig.

Jag har märkt en känsla av rädsla när jag pratar om IT-OT-konvergens med företag som fortfarande arbetar med äldre system och processer. För dem har operativ teknik (OT) under lång tid varit isolerad från informationsteknik (IT). Att förena dessa två världar är inte lätt. Det kan kännas både skrämmande och riskabelt och jag menar att man har fog för rädslan. Systemen vi pratar om, systemen som driver anläggningar och processer, var aldrig avsedda att utsättas för omvärldsrisker. Det är avsiktligt och av goda skäl. Låt mig förklara.

 
Om du driver ett företag som arbetar med äldre infrastruktur är chansen stor att dina OT-system har byggts under en annan era. En era där uppkoppling inte var prioriterat. Det var något att undvika. Systemen utformades avsiktligt med lufttäta skott för att säkerställa att de inte skulle vara anslutna till annat än det omedelbara nätverket. Denna slutna miljö bidrog till att förhindra externa hot från hackare eller cyberattacker. Än idag finns det många experter som säger att dessa lufttäta skott bör upprätthållas för att bevara motståndskraften mot cyberangrepp.  

Behovet att upprätthålla cybersäkerheten är uppenbart, men det är också ett faktum att nästan all modern utrustning har inbyggd uppkoppling. Du kanske tror att du har bibehållit säkerheten, men i verkligheten kan utrustningen du köper redan vara ansluten på sätt som du inte ens är medveten om. Idag kan till och med ditt VVS-system ha komponenter som är anslutna, vilket möjliggör potentiella överträdelser.  

Äldre företag har fog för att vara rädda 

Det är en skrämmande tanke. Dessa system utformades inte för att uppgraderas eller patchas som ett IT-system, därför innebär alla sårbarheter som exponeras en enorm risk. Vi har sett verkliga exempel på vilka problem som detta kan orsaka. Ett viktigt exempel var cyberattacken 2015 mot Ukrainas elnät, som gjorde att stora delar av landet blev utan el. Systemen som attackerades var kritisk infrastruktur, precis de systemtyper som många äldre företag förlitar sig på. Sedan kom NotPetya-attacken 2017, som anses vara en av de mest kostsamma och destruktiva cyberattacker som har ägt rum. Attacken slog ut några av världens största företag genom att utnyttja sårbarheter i OT-system.  

Nästan ett decennium senare har cyberattacker som utnyttjar OT-sårbarheter bara blivit mer varierade. I september 2024 tvingades vattenverken i Arkansas City, Kansas, att övergå till manuell drift på grund av cybersäkerhetsproblem. CISA (Cybersecurity and Infrastructure Security Agency) har utfärdat ett meddelande som säger att ”CISA fortsätter att aktivt bemöta utnyttjandet av internettillgängliga apparater inom driftsteknik (OT) och industriella styrsystem (ICS), inklusive de inom vatten- och avloppssystemsektorn (WWS). Utsatta och sårbara OT/ICS-system kan göra det möjligt för cyberhotaktörer att använda standardinloggningsuppgifter, utföra brute force-attacker eller använda andra osofistikerade metoder för att komma åt dessa apparater och orsaka skada.” 

När jag tänker på dessa incidenter är det lätt att förstå varför många äldre företag är tveksamma till IT-OT-konvergens. Samtidigt anser jag att denna rädsla, även om det finns fog för den, borde vara själva anledningen till att driva på IT-OT-konvergensen, snarare än att hålla tillbaka. 

Därför får rädsla inte vara avskräckande

IT-OT-konvergens sker oavsett om vi gillar det eller inte. Det finns tillräckligt med exempel på fördelarna. Många branscher går redan framåt och använder data från sina OT-system för att öka effektiviteten, förutsäga underhållsbehov och effektivisera sin verksamhet.  

Många regeringar och organisationer uppmuntrar aktivt till en sådan konvergens för att driva på Industri 4.0. USA, Kina, Japan och Tyskland främjar modulbaserad, datadriven tillverkning. Företag som utnyttjar IT-OT-konvergens förbereder sig för framgång i detta nya landskapet, där effektivitet, anpassning och data är avgörande. Var lämnar detta äldre företag som inte gör övergången? Jag har ett ord: föråldrade.  

Det regulatoriska trycket ökar och kommer att tvinga företag att möjliggöra IT-OT-konvergens, oavsett om man vill eller inte. I Europa ställer NIS 2-direktivet upp nya krav på cybersäkerhet för kritisk infrastruktur, detta innebär att även om företagen vill upprätthålla sina lufttäta system måste de uppgradera sina säkerhetsrutiner för att följa lagen. Vi står också inför cyberattacker som drivs av artificiell intelligens (AI) för att utnyttja sårbarheter. Utan funktioner för data- och realtidsövervakning som kommer från IT-OT-konvergens kommer äldre företag att ha svårare att försvara sig mot dessa AI-drivna attacker. Utan konvergens kommer de inte att ha verktygen för att skydda sig själva. 

Vad innebär detta? För det första måste äldre företag inse att IT-OT-konvergens inte är en fråga om, utan när. Nyckeln är att närma sig det med en tydlig strategi. Vi behöver ett enhetligt förhållningssätt till säkerhet, riskhantering och dataintegration, detta innebär att IT och OT inte längre kan fungera som separata enheter. 

Vad händer härnäst 

För några år sedan var OT-cybersäkerhet nästan helt ett ansvar för OT-teamen. På samma sätt hade IT sin sfär och de två möttes aldrig. Idag förändras landskapet snabbt mot större konvergens. Mer än 40 % av företagen placerar nu OT-säkerhet under en CISO (Chief Information Security Officer) och inser att OT-system behöver samma skyddsnivå som IT-system. Denna integration är nyckeln till att hantera riskerna med IT-OT-integration, men det är även en stor förändring i hur vi ser på IT- och OT-rollerna. 

OT-system har unika behov och många av dem är utformade för att fungera i 20 eller 30 år. Å andra sidan uppgraderas IT-system betydligt oftare och är konstruerade för att vara flexibla. Men IT-OT-konvergens är inte bara ett tekniskt problem, det är kulturellt. IT- och OT-team talar olika språk, arbetar i olika miljöer och har helt olika prioriteringar. I många företag har dessa två världar sällan mötts och när de har det har det inte alltid varit så smidigt. Ett sätt att lösa detta är genom utbildning och personalutveckling. Både IT- och OT-personal måste förstå utmaningarna och riskerna med konvergens. OT-team måste bekanta sig med praxis inom cybersäkerhet, medan IT-team måste förstå OT-systemens unika krav. 

Som inspiration erbjuder jag Beamex egen erfarenhet av IT-OT-konvergens. Beamex kalibratorer, som traditionellt var OT-apparater som användes på fältet för kalibreringsuppgifter, har utvecklats till mycket mer än bara verktyg. Vi har utvecklat programvarulösningar som gör att OT-data som samlas in av våra kalibratorer sömlöst kan integreras med IT-drivna system, som CMMS (Computerized Maintenance Management Systems). Att vi har lösningar inom både OT och IT gör det enklare för oss att förbättra konvergensen, samtidigt som vi bevarar cyberresiliensen. När jag pratar med kunder i äldre branscher har jag ofta använt vårt exempel för att visa hur effektiv IT-OT-konvergens är möjlig. 

Genom att omfamna IT-OT-konvergens positionerar vi oss för framgång i en digital framtid. Har du några idéer om hur vi kan påskynda denna konvergens? Om ja, kontakta oss och låt oss planera för en väg mot en tryggare och mindre osäker värld.  

Som begrepp är dataintegritet på intet sätt nytt. Det har funnits i flera decennier. Men i den här bloggen tittar vi mer på dataintegriteten med avseende på kalibreringsprocessen och fokuserar främst på läkemedelsindustrin. Vi börjar med att ta en titt på dataintegritet i allmänhet: vad det är, varför det är viktigt och vad ett dataintegritetsbrott kan orsaka. 

Allt handlar om förtroende

Ofta när vi köper en vardagsprodukt kan vi snabbt se om produkten fungerar som den ska eller om den har något fel. Om du till exempel köper en ny TV och slår på den kan du snabbt se om den fungerar eller inte. Men med andra produkter är det inte lika lätt. I synnerhet med mediciner är det svårt. När du hämtar ut en medicin, hur vet du att den fungerar som den ska enligt designspecifikationerna? I de flesta fall kan du inte avgöra det utan det handlar om förtroende – du måste kunna lita på att medicinen du tar är äkta vara.

Vad är dataintegritet?

Dataintegriteten säkerställer att produkterna håller den kvalitet som krävs och är grundläggande i ett kvalitetssystem inom läkemedelsindustrin. I varje process produceras det mycket data. Dataintegritet innebär upprätthållandet av och försäkran om att data är korrekta och konsekventa under hela deras livscykel. Det är en kritisk aspekt för design, implementering och användning av alla system som lagrar, bearbetar eller hämtar data. 

Med många processer inom processindustrin är det så att man inte bara kan testa slutprodukten för att kontrollera att den uppfyller designspecifikationerna. I stället måste man försäkra sig om att omständigheterna under processens gång är korrekta. Eftersom förhållandena är avgörande, måste de naturligtvis dokumenteras och upprätthållas. Det är säkerligen fallet med många processer i en läkemedelsfabrik.

Varför är dataintegritet viktigt just nu?

Dataintegriteten har på senare tid blivit ännu viktigare än tidigare. Kränkningar av dataintegriteten har lett till flera regleringsåtgärder, till exempel varningsbrev och importvarningar. Faktum är att ett stort antal av de varningsbrev som utfärdas av amerikanska FDA (Food and Drug Administration) på något sätt är har att göra med dataintegritet. 

Det faktum att användningen av mobila enheter i kalibreringsprocesserna har ökat är ytterligare en anledning till att mer fokus har lagts på dataintegriteten. Det inkluderar applikationer som används på surfplattor och mobiltelefoner, liksom den ökade användningen av dokumenterande kalibratorer, som vid en kalibrering automatiskt lagrar kalibreringsresultaten i sitt minne och sedan överför dem till en kalibreringsmjukvara.

Eftersom användningen av automatiserade dokumenterande kalibratorer förbättrar affärsnyttan hos ett kalibreringssystem, används de i allt större utsträckning. Om du vill veta mer om vad en dokumenterande kalibrator är och hur den gynnar kalibreringsprocessen kan du läsa det här blogginlägget: What is a documenting calibrator and how do you benefit from using one? (ENG).

Konsekvenser av dataintegritetsbrott

Ett brott mot dataintegriteten påverkar både patienter och läkemedelsföretaget. För patienterna kan det leda till att medicinen inte har önskad effekt, patientsäkerheten äventyras och i värsta fall till och med förlust av människoliv. För läkemedelsföretaget kan en överträdelse resultera i ett varningsbrev från den relevanta tillsynsmyndigheten, indragning av tillverkningslicensen, skadat anseende, bristande kundförtroende, minskade marknadsandelar och en lägre aktiekurs.

Oavsiktliga och avsiktliga dataintegritetsbrott

Ett brott mot dataintegriteten kan vara oavsiktligt eller avsiktligt. Ofta används datoriserade system för att hantera data och användarna kanske inte är medvetna om några problem med systemen. Säkerligen är de flesta dataintegritetsproblem oavsiktliga och utan uppsåt. Men ändå, när man tittar på några av FDA:s varningsbrev tyder det på att det i de allra värsta fallen till och med har förekommit avsiktlig förfalskning av data.

De viktigaste stegen mot bättre dataintegritet

Många läkemedelsföretag verkar vara överens om att de 
viktigaste stegen mot bättre dataintegritet är:

• Bättre utbildning och kommunikation
• Riskidentifiering och -reducering
• Fokus på teknologi och IT-system
• Styrning av dataintegritet

Validering är också ett måste för alla datoriserade system inom läkemedelsindustrin. Det är även bra att komma ihåg att ANSI (American National Standards Institute) definierar ett system på följande sätt: "människor, maskiner och metoder organiserade för att utföra specifika funktioner". Det är alltså inte bara datasystemet som behöver valideras.

Vad kan orsaka problem med dataintegriteten?

Några praktiska och allmänna saker som kan orsaka problem med dataintegriteten i vilka system som helst är till exempel: brist på utbildning, användarrättigheter, svaga eller delade lösenord, kontroll av ett datoriserat system, ofullständig datainmatning och brist på auditeringsregister över data för ändringar och modifieringar.

Den första fallgropen som konsumenterna bör undvika - förfalskade läkemedel

Även om det här egentligen inte är en dataintegritetsfråga för branschen är det en viktig sak för konsumenterna. Man kan numera köpa mediciner på nätet, men tyvärr får man inte alltid det man beställer. En väldigt stor del av medicinerna som köps på nätet är förfalskade. Ibland framgår det tydligt av förpackningen att läkemedlet inte är äkta. Men tyvärr är det inte alltid så, och människor konsumerar ibland förfalskade läkemedel. Förutom att förfalskade läkemedel inte har önskad effekt utgör de en stor risk för patientsäkerheten och kan till och med leda till döden.

Sammanfattning

Även om begreppet dataintegritet har funnits länge, har det på senare tid blivit ett hett ämne i och med den ökade användningen av mobila enheter och i ljuset av nya regelverk. Även om dataintegritet i slutändan handlar om sunt förnuft – att säkerställa dataintegriteten under hela livscykeln – blir det i praktiken mer komplicerat med alla olika system och verktyg som används. Eftersom konsekvenserna av att bryta mot regler om dataintegritet kan bli allvarliga, är det något som måste prioriteras högt.

Vi ville skriva om ett ämne som ofta diskuteras men som är svårt att förstå: använda en HART-kommunikator för att kalibrera och justera en HART-transmitter. Många tror att man kan använda en HART-kommunikator för att kalibrera och justera en HART-transmittrar, men det stämmer inte. Det behövs alltid en kalibrator (eller någon form av spårbar referensstandard) för kalibrering av en transmitter. Varför är det så och vilka är skillnaderna mellan en HART-kommunikator och en HART-kalibrator? I den här bloggen diskuteras detta och många andra relaterade ämnen. Om det låter intressant, fortsätt läsa.

Ladda ner denna artikel i PDF-format>>

Innehåll

• Kalibrering
• HART-protokoll
• HART-transmitter
• HART-kommunikator
• HART-kalibrator
• HART-kommunikator kontra HART-kalibrator
• HART-kompatibel spänningsmatning
• Kalibreringsvideo för HART-transmitter
• Vanliga misstag och hur man undviker dem
• Sammanfattning
• Beamex lösning

Kalibrering

För det första, i detta eller något annat sammanhang, när vi pratar om kalibrering så menar vi en spårbar metrologisk kalibrering där man jämför den testade apparaten (DUT), t.ex. en transmitter, mot en mer exakt metrologiskt spårbar referensstandard, ofta kallad en kalibrator, och dokumenterar resultaten.

Detta är enligt den internationella definitionen av kalibrering från Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). Du kan också se vår sida ”Vad är kalibrering?”.

Observera att ordet kalibrering ibland även används för att beskriva processen att ändra transmitterparametrar eller justera ett instrument, eller för något annat ändamål. Detta kan vara förvirrande. Så när du hör någon prata om kalibrering, fråga vad de menar.

HART-protokoll

Vi antar att de flesta läsare känner till HART-protokollet, men här kommer en kort sammanfattning för dem som behöver påminnas om vad det är:

HART-protokollet (Highway Addressable Remote Transducer) är en allmänt använd kommunikationsstandard inom processautomatiseringsbranschen som möjliggör samtidig analog och digital dataöverföring via samma kablar. HART förbättrar äldre analoga signaler på 4–20 mA genom att lägga en digital signal ovanpå den analoga signalen med hjälp av frekvensväxling (FSK). Detta gör HART-transmittrar kompatibla med befintliga analoga styrsystem samtidigt som de erbjuder avancerade digitala kommunikationsfunktioner för diagnostik, dataåtkomst och konfiguration.

Mer detaljerad information om HART-protokollet finns i FieldComm Groups beskrivning.

HART-transmitter

Låt oss nu diskutera en HART-transmitters struktur.

Bilden här nedan visar hur en HART-transmitter är uppbyggd.

Här följer en kort förklaring till bilden här ovan:

• I ingångssektionen visas den faktiskt uppmätta signalen (tryck, temperatur, flöde osv.) som kommer in i A/D-omvandlaren, som omvandlar den analoga ingångssignalen till digitalt format. Den mest använda variabeln är den primära variabeln (PV). Ingångssektionen kan justeras/trimmas med hjälp av transmitterns sensorjusteringsfunktion.
• Den digitala PV-signalen går sedan genom en konverteringsmodul där den kan omvandlas på olika sätt. Du kan konfigurera transmitterns intervall (det ingångsvärde som motsvarar 4 och 20 mA-utgången), överföringsfunktion, dämpning och många andra inställningar. Denna konfigurerade utgång, markerad som AO (analog utgång) i bilden, är den digitala representationen av den analoga mA-utgången. Observera att AO fortfarande är i digitalt format; det är inte transmitterns faktiska analoga utgång.
• Därefter leds den digitala AO-signalen till utgångsdelen, en D/A-omvandlare, som omvandlar den digitala signalen till en exakt analog mA-signal. Utmatningssektionen kan justeras/trimmas med den analoga trimningsfunktionen.
• HART-transmitterns noggrannhet beror på alla dessa sektioner eftersom de är seriekopplade.

Mer information om HART-transmittrar finns i den här äldre artikeln: Kalibrering av en HART-transmitter och de vanligaste missuppfattningarna om en HART-kommunikator[ENG].

En annan relaterad artikel diskuterar varför och hur man kalibrerar WirelessHART-transmittrar [ENG].

HART-kommunikator

En HART-kommunikator är en bärbar apparat som kan kommunicera med HART-transmittrar. Kommunikatorn kan användas för att konfigurera och redigera parametrar i olika HART-transmittrar, förutsatt att den har korrekta filer för apparatbeskrivning (DD). Grundläggande stöd kan uppnås med generiska HART-kommandon, men om du vill kunna stödja alla funktioner behövs en DD-fil för den transmittermodell och version som du använder.

Populära HART-kommunikatorer är Emerson 475 och Trex, Yokogawa och Meriam.

Vanligtvis kan en HART-kommunikator inte generera eller mäta processignaler, åtminstone inte tillräckligt exakt för kalibreringsändamål. Om du vill kalibrera eller justera transmittern måste du använda en separat kalibrator.

En sak som kan vara förvirrande är att en HART-kommunikator kan läsa den analoga utgångssignalen (AO), som är den digitala representationen av den analoga mA-utsignalen. Den visar ett mA-värde, så det kan verka som om du kan mäta den faktiska analoga mA-utsignalen från transmittern, men så är inte fallet.

Som vi såg i den tidigare bilden går AO-signalen fortfarande genom den analoga utgångsdelen, som omvandlar den digitala AO-signalen till en verklig analog mA-signal som sedan är transmitterns faktiska analoga mA-utsignal som går till styrsystemet.

Transmitterns faktiska mA-utsignal är inte samma som den digitala AO-signal som läses av med kommunikatorn. Detta är ofta överraskande när man mäter den faktiska mA-signalen med en korrekt kalibrator och upptäcker att den inte är samma som den digitala AO-signalen. I vissa fall har man till och med försummat den faktiska kalibreringen och litat på den digitala AO-signalen som lästs av med kommunikatorn.

Tänk på att om du använder en HART-kommunikator behöver du också ha en separat processkalibrator om du vill utföra noggrannhetsrelaterade aktiviteter så som kalibrering eller justering.

HART-kalibrator

I den här artikeln används termen HART-kalibrator för att hänvisa till utrustning som innehåller en exakt processkalibrator och en HART-kommunikator i samma apparat.

Med HART-kommunikatorn kan du utföra alla HARTkommunikatoraktiviteter och med processkalibratorn kan du utföra exakt, spårbar kalibrering av transmittern.

Du kan till exempel använda en HART-kalibrator för att:

• kalibrera transmittern från ingångssignal till utgångssignal
• kalibrera och trimma ingångssektionen på en HART-transmitter
• kalibrera och trimma utgångssektionen på en HART-transmitter

HART-kommunikator kontra HART-kalibrator

I en normal processanläggning finns det ofta flera HART-transmittrar. Det innebär att du behöver utföra konfigurationer och kalibreringar – och du behöver verktyg för båda delarna. Du kan använda separata verktyg (en kommunikator och en kalibrator) eller ett integrerat verktyg (en apparat som innehåller både en kommunikator och en kalibrator).

En av de största fördelarna med att använda ett integrerat verktyg som Beamex MC6 avancerad fältkalibrator och kommunikator är att du bara behöver bära med dig en apparat. När du trimmar en HART-transmitter måste du även ange avläsningarna från kalibratorn i kommunikatorn och med MC6 kan du enkelt kopiera och klistra in. Om du använder separata verktyg måste du läsa av kalibratorn manuellt och ange detta i kommunikatorn.

HART-kompatibel spänningsmatning

Det är bra att komma ihåg att när man arbetar med HARTtransmittrar måste man även ha en HART-kompatibel spänningsmatning för att transmittern ska fungera. Även om kalibratorer vanligtvis har en inbyggd spänningsmatning är detta inte fallet med alla HART-kommunikatorer. Därför kan du behöva en separat spänningsmatning för att få transmittern att fungera. Matningen måste dessutom vara HART-kompatibel, dvs. den måste inkludera en lämplig impedans (nominellt 250 Ohm) för att HART-kommunikationen ska fungera. Om du använder en HART-kalibrator med en HART-kompatibel spänningsmatning behöver du ingen ytterligare impedans. I vissa fall kan du använda matningen från styrsystemet.

Kalibreringsvideo för HART-transmitter

För att se hur du kalibrerar och justerar en HART-transmitter kan du titta på den här engelskspråkiga videon:

I videon använder Mike Beamex MC6 och använder först kalibratorn för att kalibrera en HART-tryckgivare och upptäcker att den ligger utanför den tillåtna toleransen, dvs. att felet är för stort. Därefter justerar Mike transmittern genom att utföra både sensorjustering och analog justering med hjälp av MC6 HART-kommunikatorn och kalibratorfunktionen. Slutligen kalibrerar han transmittern och ser att den ligger väl inom de tillåtna toleransgränserna. Om du utför dessa uppgifter med en HART-kommunikator behöver du en extra kalibrator för tryck- och strömsignalerna. Du behöver också en HART-kompatibel spänningsmatning. Dessutom måste du manuellt överföra avläsningarna mellan kalibratorn och kommunikatorn. För att inte tala om att du behöver ha med dig minst två apparater.

Vanliga misstag och hur man undviker dem

Slutligen finns här en kort lista över några vanliga misstag som görs när man använder HART-kommunikatorer och HART-kalibratorer tillsammans, med några förslag på lösningar.

1. Förvirrande konfiguration med kalibrering 

• Misstag: Man tror att konfigurering eller redigering av parametrar i en HART-transmitter med hjälp av en HART-kommunikator motsvarar att kalibrera den.
• Lösning: Använd en spårbar kalibrator för att säkerställa noggrannhet och efterlevnad av standarder.

2. Förlita sig på den digitala AO-signalen som en exakt utgångsmätning

• Misstag: Man antar att den digitala analoga utgångssignalen (AO) som läses av en HART-kommunikator korrekt representerar den faktiska analoga mA-signalenl.
• Lösning: Förstå att den digitala AO-signalen skiljer sig från den faktiska analoga mA-utsignalen och använd en korrekt kalibrator.

3. Man använder inte en lämplig spänningsmatning

• Misstag: Man försöker kalibrera eller konfigurera en HART-apparat utan att tillhandahålla en HART-kompatibel spänningsmatning, vilket leder till kommunikationsproblem.
• Lösning: Använd en HART-kalibrator med inbyggd spänningsmatning eller säkerställ korrekt extern matning med kompatibel impedans.

4. Manuella inmatningsfel vid användning av separata verktyg

• Misstag: Manuell överföring av avläsningar mellan separata kommunikatorer och kalibratorer kan leda till fel.
• Lösning: Använd integrerade verktyg, som HART-kalibratorer, som möjliggör direkt dataöverföring eller kopiering.

5. Hoppa över sensor- och analoga justeringssteg

• Misstag: Anta att när en transmitter har konfigurerats krävs ingen ytterligare kalibrering eller justering.
• Lösning: Kalibrera transmittern och utför vid behov sensorjustering och analog justering.

6. Förlita sig på föråldrade DD-filer

• Misstag: Man använder en HART-kommunikator med föråldrade filer för apparatbeskrivning (DD), vilket kan begränsa funktionaliteten eller kompatibiliteten.
• Lösning: Uppdatera regelbundet DD-filer från tillförlitliga källor för att säkerställa kompatibilitet med nya apparater och funktioner.

7. Förbise kalibreringsdokumentation

• Misstag: Underlåtenhet att dokumentera kalibreringsresultat, vilket kan leda till bristande efterlevnad eller bristfällig spårbarhet.
• Lösning: Använd dokumenterande kalibratorer och kalibreringsprogramvara för att digitalt lagra och hantera kalibreringsdata.

Sammanfattning

Vid underhåll och kalibrering av HART-transmittrar måste du använda både en HART-kommunikator och en processkalibrator. Det är upp till dig om du använder separata apparater eller en apparat som innehåller både kommunikator och kalibrator. För egen del föredrar jag en apparat som Beamex MC6 eftersom den innehåller båda. Här nedan följer en sammanfattning av de viktigaste funktionsskillnaderna mellan en HART-kommunikator och en HART-kalibrator:

Beamex lösning

Beamex MC6 avancerad fältkalibrator och kommunikator-familjen innehåller kalibratorer med inbyggd HART-kommunikator som tillval, inklusive en HART-kompatibel spänningsmatning.

Med apparater i MC6-familjen är kommunikatorn och kalibratorn fysiskt integrerade i samma apparat och kan kommunicera med varandra, vilket innebär att även enheternas funktioner är integrerade.

Eftersom MC6 också är en dokumenterande kalibrator dokumenterar den dina kalibreringar digitalt så att du enkelt kan överföra resultaten till din programvara för kalibreringshantering.

HART DD-filerna för apparater i MC6-familjen kan uppdateras kostnadsfritt via vår Nedladdningscentral på Beamex webbplats. DD-paketen uppdateras regelbundet när nya DD-filer publiceras av FieldComm Group.

Förutom stöd för HART-protokollet stöder apparaterna i MC6-familjen även FOUNDATION Fieldbus och Profibus PA-kommunikation.

För potentiellt farliga miljöer erbjuder vi Beamex MC6-Ex egensäker avancerad fältkalibrator och kommunikator. MC6-Ex kombinerar en kommunikator och en kalibrator i en egensäker apparat, vilket är ovanligt på marknaden.

Visa alla Beamex HART-kommunikatorprodukter.

När det gäller kalibreringshantering är det viktigt att välja rätt driftsättningsmodell för din programvara. Oavsett om organisationen väljer en molnbaserad eller lokal lösning så kan detta avsevärt påverka driftseffektiviteten, kostnaderna och anpassningsförmågan till framtida utmaningar.

Varje driftsättningsmodell har sina egna unika fördelar och överväganden, vilket gör det viktigt att förstå de olika nyanserna innan man bestämmer sig.

Den här bloggen utforskar funktionerna, fördelarna och de viktigaste beslutsfaktorerna, både för molnbaserade och för lokala kalibreringslösningar, avsett att hjälpa dig att göra ett informerat val baserat på organisationens behov.

Innehållsförteckning

• Förstå molnbaserade kalibreringslösningar
• Förstå lokala kalibreringslösningar
• Viktiga faktorer för att fatta beslut om molntjänst kontra lokalt
• En översikt över fördelar och nackdelar
• Programvarulösningar för hybridkalibrering
• Ramar för beslutsfattande
• Framtidstrender och överväganden
• Tips för en lyckad implementering
• Sammanfattning
• Nästa steg
• Beamex lösningar

Förstå molnbaserade kalibreringslösningar

Molnbaserade kalibreringslösningar används som en SaaS-modell (Software-as-a-Service) och programvaruleverantören är värd och sköter underhållet. Dessa lösningar är tillgängliga via internet så att användarna kan arbeta var som helst där man har internetåtkomst. Det finns inget behov av infrastruktur på plats och leverantören hanterar alla programuppdateringar och underhåll så att systemet alltid är uppdaterat med de senaste funktionerna och säkerhetspatcharna.

Skalbarheten är en av de viktigaste fördelarna med molnbaserade lösningar. Företagen kan enkelt lägga till nya användare eller lägga till funktioner utan att fundera över hårdvarubegränsningar. Dessutom används en abonnemangsbaserad prissättningsmodell som vanligtvis inte har några betydande inledande kostnader. Detta gör molnbaserade lösningar särskilt attraktiva för små till medelstora företag och organisationer med mobila team. För företag som är mycket beroende av distanssamarbete ger molnlösningar den flexibilitet som behövs för att anpassa sig till dynamiska arbetsmiljöer.

Trots dessa fördelar medför molnbaserade lösningar potentiella utmaningar. Att vara beroende av tillförlitlig internetåtkomst kan orsaka problem på platser där anslutningen kan vara begränsad eller osäker. Dessutom måste organisationer noggrant utvärdera sina krav på dataefterlevnad och säkerställa att molnleverantörens säkerhetsstandarder överensstämmer med branschens bestämmelser.

Förstå lokala kalibreringslösningar

Lokala kalibreringslösningar installeras och används på organisationens interna servrar och ger full kontroll över både programvara och data. Denna driftsättningsmodell är speciellt lämplig för branscher med stränga regelkrav eller organisationer som prioriterar dataägande och säkerhet.

En av de främsta fördelarna med lokala lösningar är möjligheten att anpassa programvaran för att uppfylla unika driftbehov. Många organisationer upplever dessutom lokalt värdbaserade system som säkrare eftersom man kan implementera egna protokoll för att skydda känslig information. Stora molntjänstleverantörer erbjuder dock ganska ofta ännu högre säkerhet genom avancerade åtgärder och dedikerade resurser. Lokala system är, till skillnad från molnbaserade lösningar, inte beroende av internetanslutning, vilket säkerställer kontinuerlig drift även i händelse av nätverksavbrott.

Dessa fördelar medför dock ett betydande ansvar. Lokala lösningar kräver betydande investeringar i hårdvara, licenser och installation. Organisationer behöver även ett dedikerat IT-team för att ta hand om underhåll, uppdateringar och felsökning. Detta innebär att lokala lösningar är lämpligare för större företag som har en robust IT-infrastruktur och högre tolerans för initialkostnader.

Viktiga faktorer för att fatta beslut om molntjänst kontra lokalt

När man väljer mellan molnbaserade och lokala kalibreringslösningar måste organisationen utvärdera flera kritiska faktorer:

Kostnadsöverväganden: Lokala lösningar innebär initialt höga kostnader för hårdvara och installation, medan molnlösningar innebär lägre initiala kostnader genom en abonnemangsmodell. Över tid kan driftkostnaderna för lokala system ackumuleras på grund av det löpande behovet av underhåll och IT-support. Å andra sidan kan molnabonnemang inkludera extra kostnader för ytterligare lagring eller avancerade funktioner.

Skalbarhet och flexibilitet: Molnlösningar gör det möjligt för företag att skala upp eller ner resurserna efter aktuellt behov, vilket ger oöverträffad flexibilitet. För snabbväxande företag kan möjligheten till snabb anpassning vara en betydande fördel. Lokala system kan däremot kräva hårdvaruuppgraderingar för att anpassas efter tillväxten, vilket kan vara både tidskrävande och dyrt.

Tillgänglighet och samarbete: Molnbaserade system möjliggör fjärråtkomst, vilket gör systemen idealiska för organisationer med mobila team eller medarbetare som arbetar från flera platser. I en tid av hybridarbetsmiljöer har denna funktion blivit allt viktigare. Lokala system kräver ofta ytterligare infrastruktur så som virtuella privata nätverk (VPN) för att underlätta fjärråtkomst, vilket kan komplicera driften.

Säkerhet och datakontroll: Lokala lösningar erbjuder fullständig kontroll över datasäkerhet och efterlevnad, detta är avgörande för mycket reglerade branscher som läkemedels- och energiindustrin. Molnleverantörer erbjuder avancerade säkerhetsåtgärder och certifieringar, men kan väcka frågor rörande dataägandet. Organisationer måste göra överväganden mellan kontroll och bekvämlighet när de fattar sina beslut.

Anpassning och integration: Vanligtvis erbjuder lokala system mer omfattande anpassnings- och integrationsalternativ, särskilt med äldre system. Detta är avgörande för organisationer med komplexa arbetsflöden eller specialiserade krav. Även om molnlösningar erbjuder flexibilitet kan de förlita sig på applikationsprogrammeringsgränssnitt (API:er) och ytterligare konfigurationer för att uppnå liknande integrationsnivåer.

Tillgänglighet av intern IT: Molnleverantörer har ofta dedikerade säkerhetsteam och avancerade säkerhetsåtgärder, så som kontinuerlig övervakning, regelbundna bedömningar av sårbarhet och automatiska uppdateringar. Detta centraliserade förfarande kan vara effektivare än att förlita sig på interna IT-team.

Datans kritikalitet och känslighet: Datans kritikalitet och/eller tillgänglighet kan påverka om ett molnbaserat system överhuvudtaget är ett lämpligt val. Vissa viktiga infrastrukturer måste kunna komma åt data även utan internet, vilket kräver en lokal lösning.

En översikt över fördelar och nackdelar

Att välja mellan molnbaserade och lokala kalibreringslösningar innebär att man väger deras respektive styrkor och begränsningar mot varandra. Molnlösningar utmärker sig genom skalbarhet, tillgänglighet och användarvänlighet, vilket gör dem till det populära valet för agila och mobila team. Lokala system ger å andra sidan större anpassningsförmåga och datakontroll, vilket gör dem idealiska för organisationer med strikta efterlevnadsbehov och etablerade IT-funktioner. Att bedöma dina specifika operativa prioriteringar är nyckeln till att besluta om vad som passar bäst för just din organisation.

Programvarulösningar för hybridkalibrering

Lösningar med hybridprogramvara kombinerar det bästa hos molnbaserade och lokala lösningar, vilket ger flexibilitet och kontroll. Grundsystemen kan till exempel finnas lokalt för att säkerställa datasäkerhet och kontroll, medan molntjänster ger fjärråtkomst och avancerad analys. Detta tillvägagångssätt är idealiskt för organisationer som övergår till en molntjänst eller för dem som vill balansera kontroll med tillgänglighet. Hybridlösningar är speciellt fördelaktiga för branscher som kräver både robust dataskydd och operativ flexibilitet för arbete i fält eller drift på flera platser.

Ramar för beslutsfattande

Ett strukturerat förfarande kan hjälpa organisationer att välja rätt modell för driftsättning. Börja med att utvärdera era arbetsflöden, teamstrukturer och kalibreringskrav för att skapa en tydlig förståelse för verksamhetens behov. Överväg därefter den aktuella regelverksmiljön för att säkerställa att den valda lösningen överensstämmer med standarderna för efterlevnad. Kostnadsanalysen bör omfatta mer än de initiala kostnaderna och även omfatta långsiktiga kostnader för drift och skalning.

Det är även viktigt att bedöma lösningens skalbarhet och hur väl den kan anpassas till företagets framtida tillväxt. Utvärdera er interna IT-kapacitet och identifiera eventuella luckor som kan kräva externt stöd. Ta slutligen fram en strategi för riskhantering för att hantera potentiella problem, så som dataintrång eller systemavbrott. Genom att följa dessa ramar kan organisationer fatta välgrundade beslut och hitta den modell för driftsättning som bäst överensstämmer med de strategiska målen.

Fastställ principerna för hur ni ska säkra data genom att använda principerna i CIA-triangeln – sekretess, integritet och tillgänglighet. Beamex anser att kalibrering är en viktig process, men vanligtvis lagrar inte kalibreringshanteringssystem känslig information och därför anses kalibreringsdata vanligtvis inte vara konfidentiella. Tillgänglighet är inte heller ett kritiskt problem eftersom anläggningar kan fungera normalt även utan kontinuerlig tillgång till kalibreringsdata, medan ”integritet” är av yttersta vikt när det gäller mätdata.

Framtidstrender och överväganden

Landskapet för kalibreringshantering utvecklas snabbt. Allt fler företag flyttar sina processer till molnet tack vare dess kostnadseffektivitet och den allt vanligare trenden mot distansarbete.

Framväxande tekniker, så som IoT (Internet of Things) och AI (artificiell intelligens), förbättrar kalibreringsprocesserna genom realtidsdata och prediktiv analys. IoT-aktiverade apparater gör det möjligt för organisationer att kontinuerligt övervaka utrustningens skick och proaktivt identifiera kalibreringsbehovet, medan AI-drivna analyser optimerar kalibreringsscheman och minskar driftstörningar. För att säkerställa att lösningarna förblir kompatibla och konkurrenskraftiga på en ständigt föränderlig marknad kommer det att vara avgörande för organisationer att hålla sig uppdaterade om förändringar i regelverk som kan påverka deras driftsättningsval.

Tips för en lyckad implementering

Implementeringen börjar med en tydlig förståelse av dina behov och mål. Börja med att göra en behovsanalys för att identifiera luckor och förbättringsområden. Använd denna process för att definiera projektframgång med nyckeltal (KPI:er). Engagera intressenter tidigt för att samla in information, skapa konsensus och säkerställa samstämmighet.

Välj en leverantör med beprövad erfarenhet och flexibla lösningar som passar dina mål. Be om vägledning om konfiguration och migrering av instrumentdata och tidigare resultatkritiska steg, för att frigöra den nya lösningens fulla potential.

Investera i utbildning för att utrusta slutanvändarna med de färdigheter som behövs för att införa nya arbetsflöden och maximera driftsfördelarna. Slutligen kan du dra nytta av din leverantörs lanserings- och stödtjänster för att säkerställa en smidig driftsättningsupplevelse.

Sammanfattning

Att välja mellan en molnbaserad och en lokal kalibreringslösning är ett viktigt beslut som kräver noggrann utvärdering av organisationens behov och prioriteringar. Båda modellerna erbjuder unika fördelar och rätt val beror på faktorer som skalbarhet, kostnad, intern kapacitet, säkerhetsbehov och krav på efterlevnad. Genom att förstå dessa faktorer och anpassa dem till de strategiska målen kan din organisation välja en lösning som uppfyller både aktuella krav och förbereder er för framtida utmaningar.

Nästa steg

Ta nästa steg mot optimering av kalibreringshantering genom att utvärdera ditt nuvarande kalibreringssystem och utforska vilka lösningar som passar era affärsmål. Det är bäst att göra detta tillsammans med betrodda programvaruleverantörer.

Beamex lösningar

På Beamex förstår vi att alla organisationer har unika behov av kalibreringshantering. Därför erbjuder vi ett omfattande utbud av programvarulösningar och experttjänster som hjälper er att välja och implementera rätt kalibreringslösning för just ert företag.

Beamex CMX-kalibreringsmjukvara
För branscher som prioriterar robust datasäkerhet, anpassning och efterlevnad är vår lokala CMX-mjukvara för kalibreringshantering den idealiska lösningen. CMX är utformat för organisationer med stränga regelkrav eller de som behöver fullständig kontroll över sina data. Den erbjuder avancerade anpassningsalternativ, sömlös integration med befintliga system och förmågan att med precision hantera komplicerade arbetsflöden. CMX är betrott av ledande aktörer inom flera starkt reglerade branscher – inklusive läkemedels-, energi- och flygindustrin – för att säkerställa efterlevnad av strikta branschstandarder.

Beamex LOGiCAL Kalibreringsmjukvara
För organisationer som söker en modern, flexibel och skalbar lösning erbjuder LOGiCAL Kalibreringsmjukvara – vårt molnbaserade SaaS-verktyg – oöverträffad bekvämlighet och tillgänglighet. Med LOGiCAL kan du hantera kalibreringsuppgifter var som helst och när som helst med hjälp av ett säkert, webbaserat gränssnitt. Det är enkelt att driftsätta, kräver inga betydande investeringar i förväg och är alltid uppdaterat. LOGiCAL är ett utmärkt val för företag som vill förenkla sina kalibreringsprocesser samtidigt som kostnaderna hålls förutsägbara och driften effektiv.

Beamex LOGiCAL KalibreringsmjukvaraMobila kalibreringsverktyg
Som ett komplement till våra programvarulösningar för kalibreringshantering erbjuder Beamex avancerade mobila kalibreringsverktyg som gör dina kalibreringsprocesser effektiva, noggranna och flexibla. Verktygen är utformade för att eliminera manuell, arbetsintensiv och felbenägen datainmatning, vilket gör att du kan skapa ett helt digitaliserat kalibreringsekosystem.

Beamex MC6-familjen – dokumenterande kalibratorer
Beamex MC6-familjen är dokumenterande kalibratorer som kombinerar avancerade funktioner med robust prestanda. Dessa bärbara apparater är skapade för branscher som kräver exakt och tillförlitlig kalibrering på fältet eller på testbänken. MC6-familjen stöder sömlös drift offline, vilket gör att du kan utföra kalibreringsuppgifter utan nätverksanslutning. När apparaterna har återanslutits synkroniseras data enkelt med Beamex-programvarorna CMX eller LOGiCAL och säkerställer ett smidigt arbetsflöde och korrekt registrering.

Beamex bMobile – mobil kalibreringsapplikation
Applikationen Beamex bMobile är ett mångsidigt mobilt kalibreringsverktyg utformat för effektiv datainmatning och utförande av kalibreringsuppgifter. Precis som MC6-familjen fungerar den offline, vilket gör att du kan utföra arbetet även på avlägsna platser eller i miljöer med begränsad uppkoppling. Med bMobile kan teknikerna enkelt registrera sina kalibreringsresultat på en mobil apparat och senare synkronisera dem direkt med Beamex-programvarorna CMX eller LOGiCAL, vilket eliminerar behovet av manuell datainmatning.

Ett helt digitaliserat ekosystem för kalibrering
Genom att integrera Beamex MC6-familjen och bMobile i dina kalibreringsprocesser kan du gå över till ett helt digitalt arbetsflöde. Verktygen sparar inte bara tid och minskar risken för mänskliga fel, de förbättrar även spårbarheten och efterlevnaden genom att säkerställa att alla kalibreringsdata registreras korrekt och lagras säkert i din programvara för kalibreringshantering. Oavsett om du behöver en kraftfull dokumenterande kalibrator eller en lätt mobilapp för datainmatning så erbjuder Beamex verktygen som stödjer din digitala transformationsresa.

Expertrådgivningstjänster
Med 50 års erfarenhet inom kalibreringsbranschen har Beamex en välbeprövad meritlista när det gäller att hjälpa organisationer att välja och implementera rätt kalibreringslösning. Våra expertkonsulter arbetar nära er för att förstå era unika krav och säkerställa att lösningen överensstämmer med era operativa behov och strategiska mål. Oavsett om du övergår från ett befintligt system eller börjar från grunden kan vårt team vägleda dig genom varje steg i processen, från planering till implementering och optimering.

Genom att kombinera innovativa programvarulösningar med oöverträffad expertis ger Beamex organisationer möjlighet att optimera sina kalibreringshanteringsprocesser och uppnå större effektivitet, efterlevnad och driftoptimering. Låt oss hjälpa dig att tryggt navigera i framtidens kalibrering

Läs mer om Beamex expertrådgivningstjänster >>

I processindustrin utförs kalibrering av processinstrument antingen i fältet eller i en kalibreringsverkstad, och ibland används en kombination av båda metoderna. Kalibrering i fältet är mycket vanlig, men det finns många situationer där verkstadskalibrering är mer lämplig. 

När man överväger att utforma och bygga en verkstad för kalibreringsarbete, eller om det redan har beslutats, finns det många viktiga element som bör beaktas.

I denna blogg kommer vi att titta på de viktigaste stegen i processen att bygga en kalibreringsverkstad. 

Projektledning

Innan man diskuterar stegen som involveras i att bygga en kalibreringsverkstad, kom ihåg att byggandet av en kalibreringsverkstad är ett projekt med olika faser. Det är därför viktigt att inse det från början och hantera projektet som vilket viktigt uppdrag som helst.

Undersöka behoven

Innan man skyndar sig att köpa någon utrustning är det viktigt att noggrant undersöka alla funktionskrav. Ta reda på vilken typ av kalibreringsarbete som skulle utföras i verkstaden, vilka mängder och med vilken noggrannhet/osäkerhet. Även vilka andra aktiviteter som kan utföras i samma verkstad, till exempel service- och reparationsarbete, elektriskt och elektroniskt underhåll samt motortestning, för att nämna några exempel. 

Lämpligt utrymme för verkstaden

Om en ny plats byggs bör utrymmeskraven beaktas när man utformar lokalerna. Ofta är dock platsen redan byggd och ett lämpligt utrymme för verkstaden i de befintliga lokalerna måste bestämmas. Utrymmet bör ge tillräckligt med utrymme och också vara väl beläget ur en logistisk synvinkel. Vid denna tidpunkt är detaljerna för verkstaden ännu inte klargjorda, så det är inte möjligt att planera alla detaljer, men platsen och de grova kraven för utrymmet kan uppskattas. Senare, när all utrustningsdetaljer är klara, kan alla detaljer slutföras.

Utvärdering och val av leverantör

Val av leverantör innebär att avgöra det bästa valet från de möjliga leverantörerna. Det är avgörande att komma ihåg att inte bara utrustningen köps, utan att stödjande professionella tjänster kan vara nödvändiga under installationen samt efterförsäljningsstöd och utbildning.

Vanligtvis behövs flera olika typer av utrustning, inredning och tillbehör för verkstaden. När det är möjligt rekommenderas det att välja en leverantör som tar fullt ansvar för allt material som ska levereras. Naturligtvis, om det finns en mycket stor variation av utrustning och material, kan detta kräva användning av flera leverantörer. 

Planering av inredning

Planering och utformning av inredning behöver göras med daglig användbarhet i åtanke, men också med framtida anpassningsförmåga i åtanke. Som nämnts bör inredningen inte bara passa in i utrymmet nu, utan möjligheterna till expansion bör också beaktas. Olika inredningsalternativ, såsom en bänk, med olika storlekar av bänkutrymme, skåp och hyllalternativ, och rullvagnar finns tillgängliga. Om verkstaden ska vara stationär och en betydande mängd bänkutrymme kommer att behövas, kan en bänk vara den bästa lösningen. Om verkstaden behöver flyttas relativt ofta eller om utrymmet är begränsat, kan en rullverkstad vara det bästa alternativet.

Val av utrustning

Eftersom alla behov av arbetet som ska utföras i verkstaden har klargjorts i förberedelsefasen är det nu dags att börja leta efter utrustning som kan uppfylla dessa krav. Denna fas är naturligtvis en av de viktigaste faserna, eftersom val av den mest lämpliga utrustningen är avgörande för att verkstaden ska kunna utföra sina aktiviteter.

Vid val av utrustning, se till att prioritera de funktioner som är viktigast för anläggningens behov. Dessa inkluderar till exempel noggrannhet, användbarhet och ergonomi. Återigen kommer kommunikation och samarbete med leverantören så tidigt som möjligt i processen att minimera risken för olämpliga installationer, överdriven funktionalitet eller saknade funktioner.

Slutlig design av verkstadsutrymmet

När utrustningen och inrdningen som ska installeras i verkstaden har fastställts bör du börja planera alla slutliga detaljer i verkstaden, såsom den slutliga effektiva ytan som behövs och arrangemanget av de nödvändiga elektriska och tryckförsörjningarna för verkstadsutrustningen.

Upphandlings- och leveransmilstolpar

När urvalet av all utrustning har slutförts, förbered för upphandlingsprocessen. Ett ordentligt avtal bör ingås med leverantören innan beställningen behandlas. Leveranserna för en kalibreringsverkstad inkluderar ofta mycket utrustning och inredning, så det är viktigt att komma överens om leveranssättet innan leveransen sker. Leveransvillkoren ska avtalas, liksom ansvarsområdena.

Utrustningsmontering

När all utrustning och inredning har mottagits krävs ofta professionella resurser för att montera allt. Mest sannolikt ingår dyr och ömtålig utrustning, så det är avgörande att inget skadas under montering. Det rekommenderas att den fullständiga monteringen av all utrustning inkluderas i avtalet med leverantören. På så sätt tar leverantören ansvar för att all utrustning och all inredning monteras korrekt och säkerställer också att garantin inte äventyras.

Godkännandeprovning

När all utrustning och tillbehör har levererats och monterats är det dags att utföra godkännandeprovning för att säkerställa att allt som beställts har levererats och att allt fungerar korrekt. Godkännandeprovningen går snabbare och smidigare om du har en leverantör som kan hjälpa till med provningen. Överväg också en förinspektionsinspektion, där en anläggningsrepresentant inspekterar varorna hos tillverkaren innan leverans.

Utbildning

För att få ut det mesta av investeringen, se till att den nya utrustningen används effektivt. För att uppnå bästa resultat bör personalen professionellt utbildas i användningen av den nya utrustningen. Det rekommenderas att utbildning inkluderas som ett leverantörsansvar i avtalet.

Stödtjänster

Efter att den nya verkstaden är i aktiv användning är det viktigt att säkerställa att investeringen förblir i gott skick i framtiden. Det vanligaste behovet av kalibreringsutrustningsunderhåll är att ordna periodisk omkalibrering av utrustningen. Men det kan också finnas ett behov av att serva utrustningen, så detta bör ingå i avtalet.

Bild: Beamex grundare i mitten av 1970-talet

Beamex grundades 1975 och 2025 firar vi alltså vårt 50-årsjubileum. Det är mycket som har förändrats inom processindustrin under de här fem decennierna och Beamex har varit med hela vägen. Det har varit en ganska lång resa från de tidiga dagarna med manuella kalibreringsverktyg till de avancerade digitala och automatiserade lösningar som vi ser idag.

Jag har själv fått möjlighet att uppleva mycket av denna förändring sedan jag i slutet av 1980-talet började på Beamex. Under årens lopp har jag sett hur både processindustrin och Beamex utvecklats, med nya tekniker och förfaranden som formar hur vi gör saker. Det har varit en givande upplevelse och jag vill gärna dela med mig av en del av den resan.

Så låt oss se tillbaka på några av förändringarna inom processkalibreringen under de senaste 50 åren och hur Beamex har vuxit och anpassat sig längs vägen!

Innehåll

• En dag i en kalibreringsteknikers liv för 50 år sedan
• Övergången från analoga till digitala instrument 
• Övergången till digitala kommunikationsprotokoll
• Tillväxten av kalibreringsprogramvara och datahantering
• Molntjänster
• Framsteg inom processinstrumentens noggrannhet
• Ökad efterlevnad av standarder och regelverk
• Cybersäkerhet blir allt viktigare
• Artificiell intelligens och maskininlärning
• Hållbarhet: Bygga en hållbar framtid
• Framtidstrender inom kalibrering
• Sammanfattning

En dag i en kalibreringsteknikers liv för 50 år sedan

Vi börjar resan med att hoppa in i en tidsmaskin och gå tillbaka 50 år, till en tid då kalibreringsteknikernas värld hade börjat genomgå betydande förändringar. På 1970-talet hade processindustrin i stor utsträckning övergått från pneumatiska system till den elektriska signalen, på 4–20 mA, som blev standarden för överföring av processvariabler som tryck, temperatur och flöde.  

Själva instrumenten förblev dock helt analoga. Kalibrering var fortfarande en praktisk, mekanisk process. Kalibratorer var skrymmande enheter med en enda funktion – de var i själva verket stora, tunga lådor som krävde att teknikerna bar flera verktyg för att hantera olika typer av mätningar. Med andra ord var förflyttning en utmaning och en dag i fält innebar att bära runt på dessa tunga kalibratorer till olika platser. 

Även dokumentationsprocessen var helt manuell, eftersom det inte fanns någon programvara som effektiviserade processen. Kalibreringsresultaten loggades manuellt i anteckningsböcker och fysiska mappar användes för arkivering av certifikat och annan dokumentation. Pappersbaserade system användes för att planera och schemalägga kalibreringar: kalendrar, listor och handskrivna dokument var normen. Det fanns inget enkelt sätt att söka igenom historiska dokument och att identifiera trender innebar ofta att man fick gräva igenom berg av pappersarbete. 

Denna manuella process var långsam, benägen att råka ut för mänskliga fel och försvårade säkerställandet att efterleva branschstandarder som ISO 9001 och ISO 17025, som kräver korrekt och spårbar dokumentation.

Övergången från analoga till digitala instrument

I slutet av 70- och 80-talet genomgick processinstrumenteringen en stor omställning, från analoga till digitala transmittrar. Digitala instrument med inbyggda mikroprocessorer medförde större precision, tillförlitlighet och diagnostikmöjligheter. 

Introduktionen av smarta transmittrar och protokoll som HART (Highway Addressable Remote Transducer) möjliggjorde tvåvägskommunikation, vilket öppnade upp för enklare konfiguration och felsökning. Detta steg framåt bidrog till att förbättra drifteffektiviteten och tillförlitligheten inom alla branscher. 

Beamex utveckling: Från analoga till mikroprocessorbaserade kalibratorer 

I takt med att branschen utvecklades övergick Beamex från analoga kalibratorer, som Beamex VA, till digitala mikroprocessorbaserade enheter. I och med övergången till mikroprocessorer utvecklade Beamex mer mångsidiga, multifunktionella och portabla kalibratorer. 

Dessa nya enheter möjliggjorde högre precision och funktioner såsom datalagring. De kickstartade även resan mot automatiserad, papperslös kalibrering. Beamex tidiga införande av inbyggd programvara lade också grunden för kalibreringshanteringssystem, vilket gjorde kalibreringen effektivare och spårbar, i takt med att branscher krävde allt större efterlevnad och noggrannhet.

Övergången till digitala kommunikationsprotokoll

I slutet av 1900-talet påbörjade branschen en betydande omställning mot digitala kommunikationsprotokoll för att förbättra hur instrumenten kommunicerar med kommunikatörer och till och med styrsystem. Ett av de mest använda protokollen under denna övergång var HART, som möjliggjorde för instrument att skicka både den traditionella analoga 4–20 mA-signalen och digitala data via samma ledningar. HART vann popularitet eftersom det erbjöd bakåtkompatibilitet med befintliga analoga system, samtidigt som det bidrog med avancerad diagnostik och konfigurationsalternativ som inte var möjliga med enbart analoga signaler. 

Förutom HART har även helt digitala kommunikationsprotokoll som Foundation Fieldbus (FF) och Profibus vunnit mark. Till skillnad från HART, som fortfarande förlitade sig på en analog signal, var fältbussprotokoll helt digitala och möjliggjorde att flera enheter kunde kommunicera över en enda buss, vilket minskade komplicerade kabeldragningar och förbättrade kommunikationseffektiviteten. Dessa protokoll möjliggjorde mer sofistikerat datautbyte och enhetsdiagnostik samt realtidskontroll. 

Beamex svar: Kalibratorer med integrerat stöd för digitala protokoll  

När branschen anammade dessa digitala protokoll svarade Beamex med att integrera stöd för dessa i sina kalibreringsverktyg. Beamex MC5 multifunktionskalibrator var en av de första som inkluderade HART-kommunikationsfunktioner, vilket gjorde det möjligt för tekniker att både kalibrera och konfigurera HART-instrument med en enda enhet. Denna integration var ett viktigt framsteg eftersom det gav användarna ett enda verktyg som kunde hantera både den traditionella 4–20 mA-signalen och den digitala diagnostik som HART erbjuder. 

Dessutom introducerade Beamex även stöd för Foundation Fieldbus och Profibus för MC5, vilket erbjuder grundläggande funktionalitet för att kommunicera med och testa instrument med hjälp av dessa helt digitala protokoll

I och med lanseringen av MC6 Advanced Field Calibrator and Communicator-serien tog Beamex sina digitala kommunikationsmöjligheter ännu längre. MC6 hade förbättrad HART-kommunikation och mer avancerat stöd för Foundation Fieldbus och Profibus, vilket gjorde det enklare för tekniker att konfigurera, diagnostisera och kalibrera instrument direkt från kalibratorn. Dessa förbättringar innebar inte bara att MC6 fungerade som en kalibrator utan även som en kraftfull kommunikatör för de digitala protokoll som hade blivit nödvändiga i modern processinstrumentering.

Tillväxten av kalibreringsprogramvara och datahantering

I takt med att kalibreringsverktyg övergick från analoga till digitala växte utmaningen med att hantera den ökande mängden kalibreringsdata. Förr i tiden loggades kalibreringsresultaten manuellt och lagrades i fysiska mappar. 

Introduktionen av programvara för kalibreringshantering förändrade hur man hanterade kalibreringsdata. Med programvara kan kalibreringsuppgifter – från schemaläggning och utförande till dataregistrering och rapportering – automatiseras och effektiviseras. Nu kunde teknikerna lagra alla kalibreringsdata digitalt i ett centraliserat system, vilket gjorde det enklare att hantera och hämta register vid behov. Detta sparade inte bara tid utan bidrog även till att minska antalet uppkomna fel jämfört med manuella processer, vilket markant förbättrade effektiviteten. 

I takt med att tekniken utvecklades lade kalibreringsprogramvaran till funktioner som automatiska påminnelser för omkalibrering, guidade arbetsflöden och integration med kalibreringsenheter. Dessa förbättringar möjliggjorde för kalibreringsteamen att hålla sig organiserade, lättare uppfylla regelstandarder och upprätthålla en fullständig digital historik över alla kalibreringsaktiviteter. 

Beamex roll i utvecklingen av kalibreringsprogramvara 

På Beamex introducerade vi våra första kalibreringsprogramvaruverktyg i början av 90-talet, först för specifika Epson-datorer, därefter MS DOS-baserad kalibreringshanteringsprogramvara och senare släppte vi Windows-versioner – till exempel programvaran Quality Manager (QM6). 

En av våra mest framgångsrika programvaruprodukter har varit CMX Calibration Management Software. Denna innovativa plattform möjliggör för användare att gå från pappersbaserade processer till ett helt digitalt arbetsflöde, vilket innebär att alla kalibreringsuppgifter kan hanteras på ett ställe från början till slut. Med CMX kan användare enkelt schemalägga, dokumentera och rapportera kalibreringar, vilket minskar den tid och det arbete som krävs för att upprätthålla efterlevnad av branschstandarder.

Molntjänster

Molnbaserad databehandling har markant förändrat processindustrin och hur kalibreringsdata hanteras. Tidigare lagrades kalibreringsprotokoll lokalt, vilket begränsade åtkomsten och försvårade samarbetet mellan teamen. Nu gör molnbaserade system det möjligt att komma åt kalibreringsdata i realtid från valfri plats, vilket underlättar delning av information mellan flera platser och upprätthålla konsekventa kalibreringsrutiner. 

Molntjänsten erbjuder även automatisk säkerhetskopiering och förbättrad datasäkerhet, vilket minskar risken för dataförlust. Det förenklar programuppdateringar och möjliggör för företag att skala upp sin kalibreringshantering utan större infrastrukturinvesteringar, vilket gör det till en praktisk lösning för växande verksamheter. 

Beamex roll: LOGiCAL molnbaserad kalibrering 

I linje med övergången till molnlösningar utvecklade Beamex LOGiCAL Calibration Management Software som är en molnbaserad plattform för hantering av kalibreringsaktiviteter. LOGiCAL gör det möjligt för användare att utföra och dokumentera kalibreringar på distans och lagra data i ett centralt, molnbaserat system, vilket eliminerar behovet av lokala installationer eller programvara på plats. 

Framsteg inom processinstrumentens noggrannhet

Under de senaste årtiondena har det funnits en kontinuerlig strävan efter att förbättra processinstrumenteringens noggrannhet. När industrier krävde exaktare kontroll över sina processer, särskilt inom sektorer som läkemedel, energi och tillverkning, blev noggrannheten hos processtransmittrar och sensorer en viktig faktor. Tidiga analoga enheter hade inneboende begränsningar rörande precisionen på grund av signalbrus och manuella kalibreringsmetoder, vilket över tid kunde leda till drift. 

Övergången till moderna digitala instrument bidrog till att avsevärt förbättra precisionen. Digitala enheter gav inte bara stabilare signaler, utan möjliggjorde även bättre felkorrigering och mer sofistikerad diagnostik. I takt med att sensortekniken förbättrades blev instrumenten mer tillförlitliga, vilket minskade osäkerheten och gav operatörerna större förtroende för sina mätningar. 

Tillsammans med framsteg inom enheterna fanns det ett parallellt behov av kalibreringsverktyg som kunde uppfylla dessa högre precisionsstandarder. 

Beamex svar: Från MC5- till MC6-kalibratorer 

Beamex har kontinuerligt utvecklat sina kalibratorer för att möta processindustrins krav på ökad noggrannhet. Beamex MC5, som lanserades 1999, var ett viktigt steg på denna resa och erbjöd en hög nivå av noggrannhet och multifunktions-egenskaper som innebar att teknikerna kunde kalibrera flera typer av instrument med en enda enhet. 

Men när industrin ville ha ännu snävare toleranser och ännu exaktare mätningar svarade Beamex med att utveckla kalibratorserien MC6. MC6 tar kalibreringsnoggrannheten till en ny nivå genom att förena avancerade tryck-, temperatur- och elektriska mätfunktioner. Den har även ett pekskärmsgränssnitt med högre upplösning, vilket gör det enklare för teknikerna att utföra komplicerade kalibreringar på fältet. Den mycket säkra MC6-Ex-modellen erbjuder samma noggrannhet för potentiellt farliga miljöer. Den multifunktionella temperaturkalibratorn och kommunikatören MC6-T lägger till ett mycket exakt temperaturblock för temperaturkalibreringar.

Ökad efterlevnad av standarder och regelverk

Under de senaste decennierna har reglerna inom processindustrin blivit betydligt strängare. Branscher som läkemedel är bland de mest strikt reglerade, med stränga riktlinjer för att säkerställa produktsäkerhet, noggrannhet och spårbarhet. Branschspecifika bestämmelser, som Good Manufacturing Practices (GMP) och US Food and Drug Administration (FDA) 21 CFR Part 11, kräver att all utrustning, inklusive kalibreringsenheter, uppfyller strikta standarder inom dataintegritet och spårbarhet. 

Andra sektorer, som livsmedel och drycker, står också inför ett ökande regulatoriskt tryck som kräver strikt kontroll över processer för att säkerställa produktkvalitet och säkerhet. Utöver branschspecifika regler har allmänna regelverk som ISO 9001 (för kvalitetsledningssystem) och ISO 17025 (för kalibrerings- och testlaboratorier) bidragit till att motivera företagen att föra korrekta register, upprätthålla spårbarhet och säkerställa efterlevnad med både interna och externa revisioner. 

Dessa allt striktare bestämmelser kräver inte bara att kalibreringsprocesser levererar exakta mätningar utan även ger full spårbarhet och säker datahantering, vilket gör efterlevnad till en viktig del av den dagliga verksamheten. 

Beamex svar: Verktyg och programvara för att uppfylla regelkrav 

Som svar på dessa strängare krav har Beamex utvecklat sina kalibreringsverktyg och sin programvara för att hjälpa olika branscher att fortsätta följa nya bestämmelser. Särskild uppmärksamhet har ägnats åt att möta behoven inom strikt reglerade branscher, såsom läkemedel. Beamex CMX-programvara är utformad för att hjälpa företag att säkerställa efterlevnad av branschstandarder och föreskrifter, samt erbjuder funktioner som säker datalagring, verifieringskedja och elektroniska signaturer som uppfyller kraven i FDA 21 CFR del 11 och GMP. Dessutom har Beamex MC6-kalibratorserien utvecklats för krav på dataintegritet och elektronisk signatur.

Cybersäkerhet blir allt viktigare 

Under de senaste åren har cybersäkerhet blivit ett allvarligt problem för branscher som förlitar sig på digitala system och datahantering, inklusive branscherna processinstrumentering och kalibrering. Med den ökande uppkopplingen av enheter och användningen av molnbaserade lösningar har behovet av att skydda känsliga kalibreringsdata från cyberhot blivit allt viktigare. Branscher, särskilt de som hanterar kritisk infrastruktur, omfattas av strikta bestämmelser inom cybersäkerhet för att säkerställa att både driftdata och immateriella rättigheter skyddas. 

Att säkerställa säkerheten för kalibreringssystem, som ofta integreras med andra kontroll- och datahanteringssystem, är nu ett viktigt fokus för många företag – som en del av bredare strategier för riskhantering. 

Beamex svar: ISO 27001-certifiering och NIS2-kunskap 

För att möta dessa utmaningar har Beamex vidtagit betydande åtgärder för att förbättra cybersäkerhetsfunktionerna i sina produkter och system. Detta inkluderar utvecklingen av säkra kommunikationsprotokoll, säkerställa robust datakryptering och implementera strikta säkerhetsåtgärder inom molnbaserade lösningar som LOGiCAL. Som ett erkännande av dessa ansträngningar uppnådde Beamex ISO 27001-certifiering, en globalt erkänd standard för hantering av informationssäkerhet. Certifieringen återspeglar Beamex engagemang för att skydda kunddata och säkerställa efterlevnad av de högsta standarderna inom cybersäkerhet. Dessutom har företaget säkerställt att man är fullt uppdaterat med kraven i EU:s direktiv om nätverks- och informationssäkerhet (NIS2), som stärker cybersäkerhetsstandarderna inom viktiga branscher. Även om direktivet inte direkt påverkar Beamex måste många av våra kunder följa NIS2, vilket också kan påverka deras leveranskedjor.

Artificiell intelligens och maskininlärning

I takt med att industrier omfamnar potentialen hos artificiell intelligens (AI) och maskininlärning (ML) börjar de verkliga tillämpningarna av dessa kraftfulla verktyg att utvidgas till områden som kalibrering och underhåll. AI och ML kan analysera stora mängder data, upptäcka mönster och förutsäga resultat, vilket gör dem särskilt användbara för prediktivt underhåll, detektering av fel och processoptimering. 

Vid kalibrering kan AI och ML på sikt hjälpa till att förutsäga när instrumenten sannolikt kommer att gå utanför toleransen, optimera kalibreringsintervallen och förbättra kalibreringsprocessernas övergripande effektivitet. Genom att utnyttja AI-drivna insikter kan industrier minska stilleståndstiden, undvika onödiga kalibreringar och förbättra noggrannheten. Dessa teknikers förmåga att bearbeta historiska kalibreringsdata och göra prognoser kan leda till mer proaktivt, datadrivet beslutsfattande när det gäller underhåll och kalibrering. 

Beamex strategi: Utforska AI och ML 

På Beamex följer vi noga utvecklingen av AI- och ML-applikationer inom kalibrering. Dessa tekniker har precis börjat sitt intåg inom kalibreringsområdet och Beamex undersöker aktivt deras potential genom koncepttester och fortlöpande forskning. Vårt mål är att förstå hur AI och ML i framtiden kan förbättra kalibreringsprocesserna, särskilt inom områden som prediktiv schemaläggning av kalibrering och effektivare dataanalys.

Hållbarhet: Bygga en hållbar framtid 

Sist men inte minst har hållbarhet blivit en avgörande del av industrilandskapet, vilket driver på en omställning mot miljömedvetna metoder och effektiv resursanvändning. På Beamex omfamnar vi utvecklingen genom vår strategi ”Sustainable by Design” som utvecklar hållbara, servicevänliga produkter som inte bara uppfyller strikta branschkrav utan som även minimerar energiförbrukning och avfall. 

Lösningar som MC6-serien och programvaran LOGiCAL möjliggör strömlinjeformade, resurseffektiva kalibreringsprocesser med exakta, spårbara resultat, vilket hjälper våra kunder att reducera sina koldioxidavtryck. Utöver produktinnovation är Beamex engagerad i hållbar verksamhet genom energieffektivitet, reducering av avfall och ansvarsfulla inköp, vilket bygger en motståndskraftig och miljömedveten framtid för processindustrin. 

Framtidstrender inom kalibrering

Kalibreringslandskapet fortsätter att utvecklas, med flera viktiga trender som formar framtiden: 

• Automatisering vid kalibrering: Smarta verktyg som minskar behovet av manuella ingrepp, ökar effektiviteten och minskar antalet fel. 

• Molnbaserad kalibreringshantering: Molntjänster möjliggör centraliserad hantering av kalibreringsdata och enklare åtkomst till register. 

• Avancerad dataanalys: Big data driver på prediktiv kalibrering, där kalibreringsuppgifter planeras och utförs baserat på faktisk prestanda snarare än fasta scheman. 

• Integrering med underhållssystem: Ansluter kalibrering till företagets tillgångshanteringssystem/CMMS för strömlinjeformade processer och datakonsekvens. 

• IoT och smarta sensorer: Kontinuerlig övervakning och självkalibreringssystem ger varningar i realtid. 

• Mobila kalibreringslösningar: Mobila enheter förbättrar effektiviteten vid fältkalibrering med exakt dokumentation. 

• Reducerad miljöpåverkan: Fjärrkalibrering och hållbara metoder får allt större fokus. 

• Förstärkt verklighet (AR): AR hjälper teknikerna med visuell vägledning under kalibreringsuppgifter. 

• Cybersäkerhet vid kalibrering: I takt med att kalibreringssystem blir allt mer uppkopplade blir åtgärder inom cybersäkerhet allt viktigare. 

Sammanfattning 

Under de senaste 50 åren har jag sett stora förändringar inom processinstrumentering och Beamex har förändrats i samma takt. Från övergången till digitala verktyg och smarta protokoll till uppkomsten av molnbaserad programvara och integrerade system har vi anpassat oss för att hjälpa olika branscher att arbeta effektivare. I takt med att tekniken fortsätter att utvecklas – genom automatisering, AI och digitalisering – fortsätter Beamex att leverera lösningar som håller jämna steg med behoven av modern kalibrering och efterlevnad.

När ditt datoriserade underhållshanteringssystem (CMMS) redan har en kalibreringsmodul, varför skulle du köpa dedikerad kalibreringsprogramvara?

Det är en rimlig fråga och en som vi ofta får! Skälen kan variera beroende på applikationen. Jämför du kanske äpplen med apelsiner?

Det finns olika typer av dedikerade kalibreringsprogramvaror där ute, var och en med lite olika funktioner. Även om de har samma namn är de alla olika på ett eller annat sätt.

Ger integrering av dedikerad kalibreringsprogramvara med ditt CMMS dig det bästa av två världar, eller bara en enda röra?

I den här artikeln tittar vi på olika uppsättningar och jämför dessa olika scenarier.

Om detta låter intressant, fortsätt läsa.

Innehåll

• CMMS och kalibrering
• Problemet med papper och penna
• CMMS vs. dedikerad kalibreringshanteringsprogrmvara
• Kalibreringsprogramvara - manuell eller automatisk?
  • 1. Kalibreringsprogramvara med manuell datainmatning
  • 2. Kalibreringsprogramvara som kommunicerar med dokumenterande kalibratorer
• Integration – det bästa av två världar!
• Beamex kalibreringsekosystem
• Relaterade blogginlägg 

CMMS och kalibrering

CMMS, tillgångshanteringssystem och affärssystem (ERP) inkluderar en mängd olika funktioner och implementeras för ett visst syfte. De är inte specifikt utformade för kalibreringshantering. Även om de har viss kalibreringsfunktionalitet kan denna vara ganska begränsad.

Visst, det kan finnas en tilläggsmodul för kalibrering med grundläggande funktionalitet för kalibreringshantering, men dessa typer av system har inte samma nivå av sofistikering som dedikerad kalibreringsprogramvara som är specifikt utformad för kalibrering.

Ibland kräver dessa tillägg fortfarande manuella datainmatningsmetoder som papper och penna för att dokumentera kalibreringar! Kom igen, det är 2000-talet!

Problemet med papper och penna

Med digitalisering som blir normen i industrin kan man lätt tro att kalibrering redan tas om hand av kalibreringsmodulen i ditt CMMS. Men som nämnts ovan kan kalibreringsresultat fortfarande behöva dokumenteras manuellt med papper och penna. Pappren arkiveras sedan, eller så utsätts kalibreringsdata för ett annat felbenäget manuellt steg – att mata in det i kalibreringsmodulen med hjälp av ett tangentbord.

I värsta fall lagras inte kalibreringsdata digitalt i CMMS alls och kan endast skannas. Detta medför ytterligare begränsningar eftersom du inte kan analysera någon data från ett skannat dokument.

Detta gäller också om data lagras i ett pappersarkiv. Till exempel kan du inte enkelt kontrollera resultaten av tidigare utförda kalibreringar. Det är också mycket svårt att hitta data för regulatoriska revisioner. Denna process medför också alla datakvalitets- och integritetsproblem relaterade till manuell datainmatning. Felen i manuellt ifyllda filer försvinner inte om du skannar dem eller manuellt transkriberar resultaten från papperet till CMMS, vilket, som nämnts ovan, kan medföra ytterligare fel.

Lär dig mer om konsekvenserna av manuell datainmatning i denna blogg: Manuella fel vid inmatning av data

Vi måste även ta omvänd spårbarhet i beaktande. Detta innebär att om en referensstandard (kalibrator) visar sig vara utanför specifikationerna under en kalibrering, måste du undersöka var den referensstandarden har använts. Den kan ha använts för tiotals eller till och med hundratals kalibreringar och som ett resultat kan alla dessa betraktas som misstänkta. Om alla dina kalibreringscertifikat är i pappersformat eller skannade är det extremt arbetskrävande och tidskrävande att gå igenom dem för att utföra omvänd spårbarhet. Avancerad kalibreringsprogramvara skulle låta dig generera en omvänd spårbarhetsrapport med ett knapptryck.

Utöver dataanalys – eller bristen på den om du använder pappersfiler eller skannade dokument – finns det andra, ofta förbisedda, sätt på vilka dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara kan hjälpa ditt företag att stå ut ur mängden.

1. Hållbarhet – Du kanske har investerat en betydande mängd tid och pengar i initiativ för att skapa mer hållbara arbetsmetoder, men har du tänkt på hur kalibrering kan göra ditt företag mer hållbart? En robust kalibreringsprocess med dedikerad programvara förbättrar
2. Medarbetarnas välbefinnande – Att göra kalibreringsuppgifter enklare och mindre stressiga för dina tekniker kan göra en stor skillnad för deras välbefinnande och kan till och med utmärka dig som en attraktiv arbetsgivare i en extremt konkurrensutsatt arbetsmarknad.
3. Produktkvalitet – Den potentiella påverkan av dataintegritet eller andra problem inom kalibreringsprocesserna kan äventyra kvaliteten på dina produkter. Dedikerad kalibreringsprogramvara hjälper till att undvika detta problem genom att upprätthålla dataintegriteten.
4. Säkerhet – Om du tillverkar en produkt som konsumeras, till exempel mat eller medicin, kan dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara ge dig större förtroende för att din produkt är säker eftersom du kan lita på att dina processmätningar är korrekta. Detta är särskilt viktigt i fall där en produkt inte kan testas för att bekräfta att den är säker.

CMMS vs. dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara

Låt oss ta en närmare titt på hur kalibreringsmodulen i ett CMMS står sig mot dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara som Beamex CMX.

1. Funktionalitet: Jämfört med en CMMS-modul erbjuder dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara vanligtvis mer avancerad funktionalitet för att hantera kalibreringsprocedurer, såsom automatiserad kalibreringsplanering, kalibreringsuppgiftshantering, vägledda instruktioner, referenshantering, kalibreringsosäkerhetsberäkningar, rapporteringar, m.m.
2. Anpassning: Dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara är vanligtvis mycket anpassningsbar, vilket innebär att du kan konfigurera den efter dina specifika kalibreringsbehov. Detta kan inkludera att skapa anpassade kalibreringsprocedurer, konfigurera arbetsflöden och integrera programvaran med andra system. En kalibreringsmodul i ett CMMS är vanligtvis mer begränsad när det gäller anpassningsalternativ. Om du vill anpassa din CMMS-modul med ytterligare kalibreringsfunktioner kommer det att vara kostsamt att implementera och underhålla. Dessutom kanske du inte ens vet vilken typ av funktionalitet som behöver läggas till. Dedikerad programvara från en pålitlig leverantör kommer att ta hänsyn till de nuvarande och framtida behoven hos en stor kundbas och utnyttja framväxande framtida teknologier, samt lägga till nya funktioner och funktionaliteter som en del av regelbundna uppdateringar.
3. Integration: Medan båda typerna av programvara kan integreras med andra system, kan dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara erbjuda mer sömlös integration med andra laboratorie- eller processkontrollsystem, såsom elektroniska dokumenthanteringssystem, laboratorieinformationshanteringssystem (LIMS) eller ERP-system. En CMMS-kalibreringsmodul kan endast erbjuda begränsade integrationsalternativ.
4. Användargränssnitt: Dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara erbjuder vanligtvis ett användarvänligt gränssnitt som är specifikt utformat för att hantera kalibreringsprocesser, vilket kan hjälpa till att effektivisera arbetsflöden och förbättra användarproduktiviteten. En kalibreringsmodul i ett CMMS å andra sidan kan ha ett mer allmänt användargränssnitt som är utformat för att stödja en rad underhållshanteringsuppgifter.
5. Kostnad: Dedikerad kalibreringshanteringsprogramvara kan vara dyrare än en kalibreringsmodul i ett CMMS eftersom den erbjuder mer avancerad funktionalitet och anpassningsalternativ. Men du upptäcker säkert att den extra kostnaden är motiverad av den förbättrade funktionaliteten och produktivitetsvinsterna som dedikerad programvara erbjuder.

Kalibreringsprogramvara - manuell eller automatisk?

Alla produkter som kallas kalibreringshanteringsprogramvarulösningar är inte desamma eller erbjuder samma funktionaliteter.

De två huvudsakliga kategorierna är kalibreringsprogramvara där data matas in i systemet manuellt och programvara som kommunicerar med dokumenterande kalibreringsverktyg. Låt oss titta närmare på dessa två kategorier.

1. Kalibreringsprogramvara med manuell datainmatning

Med dessa typer av system matar du in data manuellt med ett tangentbord. Om du inte har en bärbar dator med dig i fältet måste du manuellt dokumentera data under kalibreringen och sedan mata in den i systemet när du är tillbaka på kontoret – vilket innebär att det finns två manuella steg i din kalibreringsprocess!

Även om denna typ av kalibreringsprogramvara kan erbjuda mycket funktionalitet när du väl har resultaten lagrade digitalt i systemets databas kan den ursprungliga källdatan ha gått igenom flera manuella inmatningssteg innan den hamnar i systemet. Så data kan ha oavsiktliga (eller till och med avsiktliga) fel och datakvaliteten och integriteten kan vara ifrågasatt.

Att analysera icke-tillförlitlig data är slöseri med tid och kan till och med vara vilseledande, vilket leder till felaktiga beslut. "Skräp in, skräp ut", som man säger.

Så i slutändan är användningen av denna typ av kalibreringsprogramvara inte mycket bättre än att använda en CMMS-kalibreringsmodul.

Lär dig mer om konsekvenserna av manuell datainmatning i denna blogg: Manuella fel vid inmatning av data.

2. Kalibreringsprogramvara som kommunicerar med dokumenterande kalibratorer

Med denna typ av programvara behövs ingen manuell datainmatning under kalibreringsprocessen. Dina kalibreringsverktyg lagrar automatiskt kalibreringsdata digitalt under kalibreringen. Detta eliminerar risken för manuella fel och innebär att data inte kan manipuleras. Kalibratorn kan till och med konfigureras för att kräva en elektronisk signatur från personen som utförde kalibreringen. Detta är viktigt i högt reglerade industrier som läkemedelsindustrin där dataintegritet är avgörande.

Lär dig mer: Dataintegritet i kalibreringsprocesser [ENG] eller Vanliga fallgropar för dataintegritet i kalibreringsprocesser [ENG].

En dokumenterande kalibrator kan till och med utföra kalibreringen helt automatiskt, vilket sparar tid och säkerställer en repeterbar kalibreringsprocess varje gång. När kalibreringen är klar och data är lagrad i kalibratorn kan resultaten överföras från kalibratorns minne till kalibreringsprogramvaran, återigen helt digitalt.

Avancerade dokumenterande kalibratorer kan också utföra ett automatiskt godkännande eller underkännande direkt efter kalibreringen. Detta kan verka som en liten sak men vad händer om du har en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion som sträcker sig från -0,1 till 0,6 bar och du får en utgång på 12,55 mA vid 0,1 bar ingångstryck, medan din felgräns är 0,5 % av spannet – låter det som ett godkännande eller underkännande?

Det är inte alltid lätt att räkna ut i huvudet – eller ens med en kalkylator. Visst, om du har en temperaturtransmitter från 0 till 100 °C och felgränsen är ± 0,5 °C, är det mycket enkelt. En smart dokumenterande kalibrator, som en Beamex dokumenterande kalibrator, kommer automatiskt att tala om för dig om varje punkt är godkänd eller underkänd.

Att använda denna typ av kalibreringshanteringsprogramvara tillsammans med dokumenterande kalibratorer erbjuder betydande fördelar jämfört med grundläggande kalibreringsprogramvara eller din CMMS kalibreringsmodul. Det kommer att spara mycket tid vid kalibrering och säkerställer att du har högkvalitativ data tillgänglig för analys.

Men även med den mest avancerade kalibreringsprogramvaran är det viktigt att komma ihåg att det fortfarande finns en del manuellt arbete att göra i processen, från att generera arbetsordern i ditt CMMS till att slutligen stänga den.

Men oroa dig inte, det finns ett bättre sätt att göra det också. Du kan också digitalisera och automatisera detta steg i processen om du integrerar ditt CMMS och din kalibreringsprogramvara. Mer om det härnäst.

Integration – det bästa av två världar!

Att skapa ett digitalt flöde från början till slut av kalibreringsdata i hela din verksamhet är enkelt att uppnå genom att integrera ditt CMMS med avancerad kalibreringshanteringsprogramvara, såsom Beamex CMX, som kan kommunicera med dokumenterande kalibratorer.

Många av våra kunder har hittat ett bättre sätt med denna typ av integration.

I praktiken och i det enklaste fallet fungerar denna integration så här: arbetsorder genereras i CMMS och skickas automatiskt till din kalibreringshanteringsprogramvara och när kalibreringen är klar i programvaran, meddelar den automatiskt CMMS att stänga arbetsordern.

Läs mer om varför du ska integrera och hur integration kan automatisera hanteringen av dina arbetsorder och kalibreringsresultat på vår webbplats.

Vad våra kunder säger om integration

"Med detta programvaruintegrationsprojekt kundevi uppnå en betydande avkastning på investeringen under den första enhetsöversynen. Det är ovanligt, eftersom ROI på programvaruprojekt vanligtvis är obefintlig i början."

Jody Damron, Business Analyst, Salt River Project, USA

Läs hela kundberättelsen om Salt River Project [ENG] >>

Beamex kalibreringsekosystem

Beamex kalibreringsekosystem är en omfattande lösning för kalibreringshantering som inkluderar olika hård- och mjukvaruverktyg utformade för att hjälpa industrier att uppnå bättre kvalitet och tillförlitlighet i sina produktionsprocesser. Det består av tre huvudkomponenter: kalibreringsprogramvara, kalibreringsutrustning och kalibreringstjänster.

Kalibreringsprogramvaran erbjuder ett användarvänligt gränssnitt för att hantera kalibreringsprocedurer, lagra kalibreringsdata och generera rapporter. Den möjliggör anpassningsbara arbetsflöden, automatiserad dokumentation och integration med andra system.

Kalibreringshårdvaran inkluderar bärbara kalibratorer, bänk-kalibratorer och tryckkontroller som är utformade för att utföra noggranna och tillförlitliga kalibreringar i fält eller laboratorium. Dessa enheter är lätta att använda och har avancerade funktioner såsom automatiserad kalibrering, datalogging och trådlös kommunikation.

Kalibreringstjänster erbjuds också av Beamex, vilket inkluderar kalibrering på plats, instrumentunderhåll och utbildning. Tjänsterna tillhandahålls av kvalificerade tekniker som är experter inom sitt område och kan erbjuda skräddarsydda lösningar för att möta varje kunds specifika behov.

Sammantaget erbjuder Beamex kalibreringsekosystem en komplett lösning för kalibreringshantering som kan hjälpa industrier att förbättra sina processer, minska driftstoppen och uppfylla regulatoriska krav.

Lär dig mer om Beamex kalibreringsekosystem på vår webbplats >>

Prata med Beamex-experter för att hitta den bästa lösningen för dig >>

Relaterade blogginlägg

Om du gillade detta inlägg kanske du också gillar dessa:

• Automatisering av ekosystemet för kalibreringshantering
• Varför ska man använda en mjukvara för kalibreringshantering?
• Förbättra kraftverksprestandan med en modern kalibreringsprocess
• Så får du din chef att köpa en ny kalibrator åt dig
• Metrologisk spårbarhet vid kalibrering – Är du spårbar?
• Manuella fel vid inmatning av data
• Mätosäkerhet vid kalibrering för icke-matematiker

Betydande aktörer inom läkemedelsindustrin anammar digitaliseringen för att effektivera processerna och öka säkerheten genom att minska risken för mänskliga fel. Ändå är kalibreringsprocessen fortfarande till stor del pappersbaserad. Det medför att verksamheten blir ineffektiv och att mycket resurser behövs för att utföra kvalitetsrevisioner eller analyser, samtidigt som det lämnar utrymme för individuella misstag.

En integrerad kalibreringslösning råder bot på dessa problem genom att kombinera kalibratorer, mjukvara, expertis och branschkunskap som levererar ett automatiserat och papperslöst flöde av kalibreringsdata. Fördelarna är färre fel, ökad säkerhet, förbättrad effektivitet och möjligheten att samla in och enkelt analysera data.

Marknadstrender

Den forskningsbaserade läkemedelsindustrin växer snabbt och kundernas behov förändras, vilket ställer nya krav på etablerade processer. Dessutom skapar flera aktuella trender ett behov av flexiblare och effektivare produktion och driver branschen att välja digitaliseringsinitiativ. Till de här trenderna hör bland andra individualiserad medicin, ett behov av snabb innovation och att förbättra den operativa effektiviteten.

En flexibel produktion behövs för att snabbt kunna anpassa sig till efterfrågan på marknaden. Ett utmärkt exempel på detta var behovet av att skyndsamt få ut covid-19-vacciner på marknaden.

Individualiserad medicin är individanpassad behandling baserad på en specifik patientdiagnos. I realiteten kommer individualiserad medicin att innebära mindre produktionssatser och mindre tillverkningslokaler, med fokus på att hålla kostnaderna på en rimlig nivå. 

Digitaliseringen gör sitt intåg i läkemedelsindustrin, men många företag är fortfarande alldeles i början av sin digitala resa. Läkemedelsbranschen är en kraftigt reglerad bransch med säkerheten i fokus, vilket bromsar införandet av ny teknik och nya processer. Trenden mot digitalisering, med fokus på kalibrering, är ämnet för denna blogg.

Utmaningarna med kalibrering i läkemedelsindustrin

Läkemedelsindustrin är en bransch där ändringar i de etablerade processerna inte görs lättvindigt – och det på goda grunder. Patientsäkerheten har högsta prioritet och det är absolut livsviktigt att se till att regelverket följs. Även om ett papperscertifikat med en nyss plitad namnteckning i bläck kan kännas betryggande eftersom det är bekant och lätt för alla att förstå, har det sina nackdelar: risken för mänskliga fel, behovet av personal och ineffektivitet. Alla dessa problem förstoras allteftersom en organisation växer i storlek och antalet kalibreringar uppgår till tusentals, tiotusentals eller mera.

Svaret är automatisering och smarta system som ger vägledning och minskar både behovet av utbildning och risken för fel. Det innebär att man mer och mer frångår en resurskrävande fyra ögon-princip och går mot ett automatiserat system där allt valideras automatiskt av en enda tekniker som använder en multifunktionell enhet – i realtid och utan utrymme för mänskliga fel.

Hur fungerar automatiserade kalibreringslösningar?

Automatiserade kalibreringslösningar kombinerar mjukvara, hårdvara och kalibreringsexpertis i syfte att leverera ett automatiserat, papperslöst flöde av kalibreringsdata som förbättrar den operativa effektiviteten. Varje lösning bör baseras på en grundlig förståelse för en specifik kunds behov. 

Ett exempel på hur en automatiserad kalibreringslösning fungerar i praktiken är en enkel process som kan definieras som en serie steg. Även om antalet steg kan variera, ser en typisk process i allmänhet ut ungefär så här:

Steg 1: Processen inleds när en arbetsorder skapas i underhållshanteringssystemet och automatiskt skickas till kalibreringsmjukvaran där lämpliga kalibreringsprocedurer väljs.

Steg 2: Kalibreringsprocedurerna och informationen om enheten skickas sedan till en dokumenterande kalibrator eller surfplatta och kalibreringen utförs.

Steg 3: Enheten dokumenterar automatiskt resultaten och lagrar dem i kalibratorn. Användaren godkänner resultaten elektroniskt.

Steg 4: Resultaten överförs automatiskt till kalibreringsmjukvaran för lagring och arbetsordern 
stängs i underhållshanteringssystemet.

Innan man inför ett sådant system är det viktigt att tänka på att den som genomför implementeringen behöver ha en god förståelse för processen för att förstå hur man på bästa sätt förbättrar befintliga processer samtidigt som man säkerställer att branschspecifika krav efterlevs.

Fördelarna är bl.a. att man:

• säkerställer patientsäkerhet och efterlevnad
• sparar tid
• förbättrar den operativa effektiviteten
• ger vägledning för att minska antalet fel
• bidrar till mer välgrundade beslut
• tryggar integriteten hos kalibreringsdata
• hittar data snabbt och enkelt vid auditeringar

Hur kan Beamex hjälpa

Beamex har en lång historia av att arbeta med läkemedelsindustrin för att skapa kalibreringslösningar som är uppbyggda kring de viktigaste drivkrafterna patientsäkerhet och regelefterlevnad. Beamex är en pålitlig partner och rådgivare som stöder sina kunder genom hela processen att välja rätt kalibreringslösning.

Kalibreringar är viktiga i processindustrin, med specifika krav för varje bransch. Inom läkemedelsindustrin är det avgörande att uppfylla GMP-kraven. Beamex erbjuder en integrerad kalibreringslösning som kombinerar mjukvara, hårdvara och expertis för att skapa ett automatiserat och papperslöst flöde av kalibreringsdata. Detta minskar antalet steg i processen och ökar effektiviteten. Beamex multifunktionella kalibrator och mobilapplikation möjliggör papperslös kalibrering och inspektion på fältet. De erbjuder även tjänster som omkalibrering, reparationer, och utbildning för att säkerställa korrekt användning av kalibreringssystemet. Läs gärna mer på vår hemsida.

Slutsats

En digitaliserad kalibrering och användningen av en integrerad kalibreringslösning kan hjälpa läkemedelsindustrin att förbättra säkerheten och effektiviteten. Genom att ersätta pappersbaserade processer kan företagen minska de mänskliga felen och enkelt samla in och lagra data för analys.

I vardagen brukar vi inte prata så mycket om olika trycktyper, men olika typer (ibland även kallade ”lägen”) existerar. Här följer en kort förklaring av de olika trycktyperna. De två huvudsakliga trycktyperna är manometertryck (eller över-/undertryck) och absolut tryck. Vakuum anses ibland vara en egen trycktyp, även om det är ett undertryck. Barometertryck används också i talspråk; det är atmosfärens absoluta tryck.

Manometertryck

Manometertryck är den mest använda trycktypen. Med manometertryck jämför vi alltid trycket vi mäter mot det aktuella atmosfärstrycket. Så det är skillnaden mellan det uppmätta trycket och det nuvarande atmosfärstrycket, vilket betyder att vi är så mycket över (eller under) nuvarande atmosfärstryck. 

Eftersom manometertryck är standardtrycktypen, finns det ofta ingen indikation på trycktyp när det är manometertryck. Ett praktiskt exempel på manometertryck är en bils däcktryck. Även om vi inte pratar om ”manometertryck”, mäter vi och fyller upp däcket till ett visst övertryck, d.v.s. en viss mängd över atmosfärstrycket, oavsett om det är ett lågt (regnigt) eller högt (soligt) atmosfärstryck på dagen i fråga

Absolut tryck

Absolut tryck är trycket jämfört med absolut vakuum, så det är skillnaden mellan det uppmätta trycket och det absoluta vakuumet. Ett absolut vakuum är ett tillstånd där vakuumet är så djupt, att det inte finns några luftmolekyler kvar, så att det inte finns något tryck. I praktiken är ett perfekt absolut vakuum omöjligt att uppnå, men vi kan komma ganska nära. . I yttre rymden är trycket också absolut vakuum. Ett absolut tryck kan aldrig vara negativt, eller i praktiken inte ens noll. Om någon berättar för dig om ett negativt absolut tryck kan du be honom kontrollera sina fakta.

Vakuumtryck

Vakuumtryck är ett manometertryck som är under nuvarande atmosfärstryck. Eftersom det är ett manometertryck jämförs det med det nuvarande atmosfärstrycket och indikeras ofta som negativt manometertryck. Termen vakuum används ibland också som en generisk term för att hänvisa till ett tryck som är under atmosfärstrycket, även om det också skulle kunna mätas som absolut tryck. I så fall är det naturligtvis inte ett negativt tal, det är bara ett absolut tryck som är mindre än det nuvarande atmosfäriska absoluttrycket. 

Differenstryck

Som namnet redan antyder är differenstrycket en skillnad mellan två separata tryck. Värdet kan vara positivt eller negativt (eller noll) beroende på vilket av de två trycken som är högre. En vanlig industriell tillämpning är att mäta flöde genom att jämföra ett differenstryck över en förträngning i röret (vanligtvis nollbaserad), eller bestämma nivån i en tank genom att mäta differenstrycket mellan tankens topp och botten. Ett annat vanligt mått är den mycket låga tryckskillnaden mellan ett renrum och omgivande utrymmen.

Barometriskt tryck

Barometertrycket är det absoluta trycket för det aktuella atmosfärstrycket på en specifik plats. Barometertrycket beror på väderförhållandena, din plats och ditt höjdläge. Trycket är högst vid havsnivån och lägst vid höga berg. En väderprognos är ett praktiskt exempel på användningen av absolut tryck för att indikera högt eller lågt barometertryck, ungefär motsvarande soligt eller regnigt väder.

Beamex erbjuder olika lösningar för tryckkalibrering, inklusive kalibrering av trycktransmittrar. Vänligen kolla in vårt utbud här: Tryckkalibratorer.

De flesta processanläggningar använder något sorts system för hantering av instrumentkalibrering och data. Systemen och processerna kan dock vara väldigt olika på olika anläggningar – till och med inom samma företag. Ofta skiljer sig metoderna mycket åt när det gäller kostnad, kvalitet, effektivitet och datanoggrannhet liksom automatiseringsgrad.

Om du antecknar resultaten på papper eller rentav matar in data manuellt med elektronisk utrustning, spenderar du ungefär hälften av din tid på pappersarbete. Genom att använda en dokumenterande kalibrator som automatiskt överför testdata till en kalibreringsmjukvara som är designad för uppgiften, kan du minska tiden som spenderas på kalibrering med – i många fall upp till 75 %.

Om du överväger att frångå dokumentation på papper, borde det slutgiltiga målet vara att använda en kalibreringsmjukvara. Innan du kommer så långt, kan du lagra resultaten i ett kalkylark eller en generisk databas. Då kommer du att slippa ifrån pappren, men det kommer inte hjälpa dig att dra full nytta av alla fördelar. Risken för mänskliga misstag och äventyrad dataintegritet kommer fortfarande att vara stor och datainmatningen kommer alltjämt att vara tidskrävande. Det kommer inte heller att automatisera uppdateringen av kalibreringsdatum så som en mjukvara som är designad för uppgiften gör. 

Olika system för kalibreringshantering

Pappersbaserade system

Vid traditionell kalibrering använder ingenjörer och tekniker papper och penna för att registrera kalibreringsresultat när de är ute i fält. När de kommer tillbaka från fältet, fixar de till anteckningarna eller överför dem till ett annat dokument, och därefter arkiveras de som pappersdokument. Om man hanterar hundratals eller till och med tusentals papper medför det en risk att ett dokument till slut placeras på fel ställe, tappas bort eller skadas. Att använda ett manuellt, pappersbaserat system förutsätter små eller inga investeringar, men kräver mycket arbete och innebär att det blir väldigt svårt att analysera historiska trender.

Dessutom är kalibreringsdata inte lättillgängliga. Systemet är tidskrävande, tar upp mycket resurser och skrivfel är vanligt förekommande. Att göra samma arbete två gånger och skriva in kalibreringsdata på nytt utgör också betydande kostnader i det här sammanhanget.

Interna, föråldrade system

Även om det förvisso är ett steg i rätt riktning, innebär det vissa nackdelar att använda ett internt föråldrat system för att hantera kalibreringarna. I sådana system matas kalibreringsdata vanligtvis in manuellt i ett kalkylark eller en databas. Data lagras elektroniskt, men registreringen av kalibreringsinformationen är fortfarande tidskrävande och skrivfel är vanliga. Själva kalibreringsprocessen kan inte heller automatiseras. Till exempel kan inga automatiska larm ställas in för instrument som ska kalibreras.

Kalibreringsmodul i en mjukvara för underhållshantering

Somliga använder kalibreringsmodulen i sin underhålls[1]mjukvara för att hantera kalibreringar. Anläggningshierarkin och arbetsordrarna kan lagras, men kalibreringen kan inte automatiseras eftersom systemet inte kommunicerar med dokumenterande kalibratorer.

Dessutom är den här typen av mjukvara inte optimerad för att hantera kalibreringar och erbjuder därför ofta endast minimalt med kalibreringsfunktioner, såsom schemaläggning av uppdrag och inmatning av kalibreringsresultat. Även om instrumentdata kan lagras och hanteras effektivt i anläggningens databas, är automatiseringsgraden fortfarande låg. Dessutom kanske systemet inte uppfyller kraven som ställs av regelverket (t.ex. FDA:s eller EPA:s krav) för hantering av kalibreringsposter.

Kalibreringsmjukvara

En kalibreringsmjukvara ger användarna ett gränssnitt som är lätt att använda. Mjukvaran hanterar och lagrar alla instrument- och kalibreringsdata. Det inkluderar planering och schemaläggning av kalibreringsarbete, analys och optimering av kalibreringsfrekvensen, produktion av rapporter, certifikat och etiketter, kommunikation med dokumenterande kalibratorer och enkel integration med underhållshanteringssystem som SAP och Maximo. Resultatet är en ändamålsenlig, automatiserad kalibreringsprocess som förbättrar kvaliteten, produktiviteten vid anläggningen, säkerheten och effektiviteten.

En kalibreringsmjukvara är den mest avancerade lösningen som står till förfogande för att stödja och vägleda kalibreringshantering. För att förstå hur en mjukvara kan hjälpa dig att hantera kalibreringen av dina instrument i processanläggningen på ett bättre sätt, är det viktigt att ta en titt på de typiska kalibreringsuppgifterna som företag utför. Det finns fem huvudområden: planering och beslutsfattande, organisation, utförande, dokumentation och analys.

Huvudområden inom kalibreringshantering

Planering och beslutsfattande

Alla anläggningsinstrument och mätinstrument bör tas upp i en förteckning och sedan klassificeras i ”kritiska” och ”icke-kritiska” enheter. När det gjorts, bör kalibreringsområdena och de erforderliga toleranserna identifieras. Efter det måste beslut fattas om kalibreringsintervallet för varje instrument. Sedan bör det definieras hur de standardiserade tillväga[1]gångssätten (SOP) för varje enhet ska skapas och godkännas, och sedan väljas lämpliga kalibreringsmetoder och -utrustning för utförandet. Slutligen bör den aktuella kalibreringsstatusen för varje instrument i anläggningen identifieras.

Organisation

Organisation är nästa skede, vilket innebär att man utbildar företagets kalibreringspersonal, vanligtvis underhållstekniker, serviceingenjörer, process- och kvalitetsingenjörer och chefer, i att använda den valda utrustningen och hur man arbetar i enlighet med de godkända standardiserade tillvägagångssätten (SOP). Personal bör göras tillgänglig och ges i uppdrag att utföra de schemalagda kalibreringsuppgifterna.

Utförande

I utförandefasen ingår att övervaka de tilldelade kalibrerings[1]uppgifterna. Den personal som utför uppgifterna måste följa relevanta instruktioner innan de kalibrerar enheten, inklusive eventuella säkerhetsrutiner. Kalibreringen utförs sedan enligt planen, även om ytterligare instruktioner kan behöva följas efter kalibreringen. 

Baserat på resultaten bör en analys göras för att avgöra om några korrigerande åtgärder behöver vidtas. Man behöver gå igenom hur effektiv kalibreringen är och kontrollera kalibreringsintervallen. Intervallen kan behöva justeras baserat på arkiverad kalibreringshistorik. Om till exempel en sensor driver utanför sitt specifikationsområde, skulle konsekvenserna kunna bli katastrofala för anläggningen och resultera i kostsamma produktionsstopp, säkerhetsproblem eller att partier med varor av sämre kvalitet skulle produceras som sedan kanske måste kasseras.

Dokumentation

Dokumentationen är en mycket viktig del i kalibrerings[1]hanteringen. Många tillsynsmyndigheter och kvalitetsrevisorer kräver att register underhålls och måste föras enligt skriftliga, godkända rutiner. Om det inte finns dokumentation som styrker spårbarheten hos de mätstandarder som använts, kan resultatet inte betraktas som kalibrering.

Alla pappersbaserade kalibreringssystem löper stor risk för mänskliga fel. Det kan verka ålderdomligt att först anteckna kalibreringsresultaten för hand ute på fältet och sedan överföra dem till ett kalkylark när man är tillbaka på kontoret, men faktum är att många företag fortfarande gör på det här sättet. Men i och med att tillsynsmyndigheterna kräver procedurer som säkerställer dataintegriteten blir många företag digitala. Dessutom kan det vara nästan omöjligt att analysera pappersbaserade system och kalkylark, för att inte tala om hur mycket tid det tar.

Analys

När man använder en kalibreringsmjukvara som är avsedd för ändamålet kan man analysera kalibreringsposterna och se de historiska trenderna snabbare, enklare och mer exakt.

Anläggningarna kan därför få ner kostnaderna och optimera kalibreringsintervallen genom att minska kalibreringsfrekvensen när det är möjligt, och öka frekvensen när det är nödvändigt.

Fördelar med att använda en kalibreringsmjukvara

En mjukvarubaserad kalibreringshantering förbättrar planeringen och beslutsfattandet. Mjukvaran kan planera procedurer och kalibreringsstrategier och hantera all kalibreringsutrustning. 

Man får också en bättre struktur. Systemet är inte längre beroende av papper och pennor. Med hjälp av mjukvaran kan man skapa kalibreringsinstruktioner som vägleder ingenjörerna genom kalibreringsprocessen. 

Utförandet är effektivare och fel elimineras. När man använder mjukvarubaserade kalibreringssystem tillsammans med dokumenterande kalibratorer innebär det att kalibreringsresultaten kan lagras i kalibratorns minne och sedan automatiskt laddas upp tillbaka till kalibreringsmjukvaran. 

Dokumentationen är enklare. Mjukvaran genererar rapporter automatiskt och all kalibreringsdata lagras i en databas i stället för i flera olika system. Kalibreringscertifikat, rapporter och etiketter kan skrivas ut eller skickas i elektroniskt format.

Det blir också enklare att utföra analyser, vilket gör det möjligt för ingenjörerna att optimera kalibreringsintervallen med hjälp av mjukvarans trendfunktion. När det är dags för kvalitetsrevision av en anläggning kan kalibreringsmjukvaran underlätta både förberedelserna och själva revisionen. 

Verksamhetsmässiga fördelar

För verksamheten innebär införandet av mjukvarubaserad kalibreringshantering att de totala kostnaderna minskar. Besparingarna uppstår tack vare en helt digitaliserad kalibreringsprocess, som är utan någon manuell dokumentation i pappersform. Ingenjörerna kan analysera kalibreringsresultaten och se om kalibreringsintervallen för anläggningens instrument kan optimeras.

Anläggningens effektivitet torde också förbättras, eftersom hela kalibreringsprocessen effektiveras och automatiseras. Manuella procedurer ersätts med automatiserade, validerade processer, vilket är särskilt fördelaktigt om företaget automatiserar många väldigt arbetsintensiva kalibreringsaktiviteter. De kostsamma produktionsstoppen blir också färre.

Även om en anläggning redan har en mjukvara för underhållshantering, är det enkelt att integrera en kalibreringsmjukvara i systemet. Om anläggningens instrument redan definierats och finns i en databas, kan kalibreringsmjukvaran utnyttja de befintliga posterna i systemdatabasen.

En integration sparar tid, sänker kostnaderna och ökar produktiviteten genom att den gör att man slipper utföra onödigt dubbelarbete och mata in arbetsordrar i flera system. Den gör det också möjligt att utöka den automatiserade datainsamlingen i anläggningen till företagets ERP-system med hjälp av dokumenterande kalibratorer, vilket inte är möjligt med ett fristående system.

Beamex lösningar

Processanläggningar av alla storlekar kan dra nytta av Beamex utbud av kalibreringsmjukvaror. Kalibreringsmjukvaran Beamex LOGiCAL är en idealisk lösning för relativt små anläggningar där kalibreringsdata behövs bara för en verksamhetsenhet, endast ett fåtal instrument kräver kalibrering och behoven att uppfylla kraven hos olika regelverk är minimala.

Beamex CMX-kalibreringsmjukvara är perfekt för företag som har ett medelstort till stort antal instrument och kalibreringar, eller sådana företag som är verksamma i branscher där regelefterlevnad är en nödvändighet. 

Om man använder kalibreringsapplikationen Beamex bMobile tillsammans med CMX kan man utföra och dokumentera inspektionsaktiviteterna ute på fältet utan papper och penna. Det fungerar också offline, vilket är idealiskt där inga tillförlitliga nätverksförbindelser är tillgängliga. 

Beamex lösning CMX Enterprise är lämplig för processtillverkare som har verksamhet på flera platser, flerspråkiga användare och ett stort antal instrument som kräver kalibrering. I det här fallet skapas ofta en central databas för kalibreringshantering som används av flera anläggningar.

Sammanfattning

Alla processanläggningar, oavsett bransch, vinner på att använda en mjukvara för kalibreringshantering. Jämfört med traditionella pappersbaserade system, interna föråldrade kalibreringssystem eller kalibreringsmoduler i underhållssystem resulterar användning av en kalibreringsmjukvara som är avsedd för ändamålet i förbättrad kvalitet, ökad produktivitet och lägre kostnader.

För mer information, läs sektionen Kalibreringsmjukvara på Beamex webbplats.

Kalibreringsmjukvaror underlättar uppgifterna inom alla dessa områden av kalibreringshantering:

• bättre planering och beslutsfattande
• enklare organisation
• snabbare utförande
• automatiserad dokumentation
• analysmöjligheter

De verksamhetsmässiga fördelarna med att använda en mjukvara för kalibreringshantering:

• minskade kostnader
• förbättrad kvalitet
• ökad effektivitet

Kalibrering är en väsentlig komponent inom processindustrin och de flesta processanläggningar använder något slags system för hantering av instrumentkalibrering och data. Systemen och processerna kan dock vara väldigt olika på olika anläggningar, till och med inom samma företag. Metoderna skiljer sig ofta mycket åt när det gäller kostnad, kvalitet, effektivitet, datanoggrannhet och automatiseringsgrad.

Ekosystemet

Ekosystemet för kalibrering handlar om teknologi, tjänster och expertis med fokus på spårbara resultat. Det betyder att man vet vilken enhet som kalibrerades, vem som utförde kalibreringen, vilken utrustning som användes och när det gjordes. För att skapa ett automatiserat ekosystem krävs både hårdvara och mjukvara i kombination med expertis – hos såväl lösningsleverantören som hos dem som utbildar personalen som ska använda systemet. Slutresultatet ger en rad fördelar, från säkerställd regelefterlevnad och förbättrad kvalitet till högre effektivitet och kostnadsbesparingar.

Traditionellt har ingenjörer och tekniker använt papper och penna för att registrera kalibreringsresultat ute på fältet. När de kom tillbaka, snyggade de till anteckningarna eller överförde dem till ett annat pappersdokument och därefter arkiverades anteckningarna. Det här resulterade i att tusentals dokument sparades i pärmar, som riskerade att placeras på fel ställe, tappas bort eller skadas.

Digitaliseringstrenden påverkar de flesta branscher och processindustrin är inget undantag. Att automatisera, rationalisera och undvika fel i kalibreringsprocessen är nyckeln till att förbättra effektiviteten. För att göra detta har aktörer inom processindustrin försökt integrera kalibreringsdata med underhållssystem, vanligen genom att mata in kalibreringsdata manuellt på ett kalkylark eller i en databas. Data lagras elektroniskt, men registreringen av kalibreringsinformationen är fortfarande tidskrävande och skrivfelen är många. Själva kalibreringsprocessen är inte heller automatiserad. Till exempel kan inga automatiska larm ställas in för instrument som ska kalibreras.

Viktiga delar

Kalibreringsekosystemet utgörs av allt det som hör till kalibreringsprocessen, inklusive faktiska kalibreringsdata från fältkalibrering, kalibreringsmjukvara, regelefterlevnad, tjänster för att säkerställa att allt fungerar smidigt och expertis hos de personer som är involverade i processen.

Hårdvara
Föga överraskande är det kalibratorerna som står i centrum i ekosystemet för kalibrering. En modern dokumenterandemultifunktionskalibrator kan fungera som en allt-i-ett-lösning för de grundläggande behoven, speciellt när man använder instrumentbaserad kalibreringshantering. Kalibratorn tillhandahåller en spårbar kalibreringsreferens.

Mjukvara
En kalibreringsmjukvara förser användarna med ett lättanvänt gränssnitt. Mjukvaran hanterar och lagrar alla instrument- och kalibreringsdata och processer. Med det avses:

• planering och schemaläggning av kalibreringsarbete
• analys och optimering av kalibreringsfrekvens
• produktion av rapporter, certifikat och etiketter
• kommunikation med smarta kalibratorer
• enkel integration med underhållshanteringssystem som 
  SAP och Maximo

Fördelar

En mjukvarubaserad hantering av kalibreringar förbättrar planeringen och beslutsfattandet. Mjukvaran kan planera procedurer och kalibreringsstrategier och hantera all kalibreringsutrustning.

Reglerande myndigheter och standarder såsom de som fastställts av FDA och EPA ställer höga krav på registreringen av kalibreringsdata. Kalibreringsdata som är lätta att spåra är 
viktiga för revisioner och för att säkerställa att kalibratorerna ligger inom toleransen.

Med ett automatiserat system är kalibreringen mer effektiv och fel elimineras. Smarta enheter vägleder teknikerna genom kalibreringen så att de vet exakt vad som behöver göras. 

När kalibreringsdata är spårbara blir de enklare att analysera. Ingenjörerna kan optimera kalibreringsintervallerna med hjälp av mjukvarans trendfunktion. Dessutom, när det är dags för revision av en anläggning kan kalibreringsmjukvaran underlätta både förberedelserna och själva revisionen.

Beamex-lösningar

Beamex integrerade kalibreringslösning är en kombination av mjukvara, hårdvara och kalibreringsexpertis som ger ett automatiserat och papperslöst flöde av kalibreringsdata.

Beamex CMX är en kalibreringsmjukvara som finns i kundens fastigheter. Genom att kombinera den med en dokumenterande kalibrator kan användarna helt och hållet 
eliminera pappersdokument i sin kalibreringsprocess.

Beamex LOGiCAL är en prenumerationsbaserad kalibreringsmjukvara som använder molnteknologi. Det är enkelt att börja använda LOGiCAL. Kostnaderna är skalbara 
och baserar sig på användningen. 

Beamex bMobile är en applikation för mobila enheter som möjliggör kalibrering, dokumentation och inspektioner på fältet helt utan dokument i pappersform. Beamex bMobile fungerar offline och används tillsammans med den onlinebaserade kalibreringsmjukvaran Beamex CMX.

Tryckvakter är väldigt vanliga instrument inom processindustrin och det finns olika sorters tryckvakter. Precis som många andra instrument, måste tryckvakter kalibreras för att säkerställa deras noggrannhet och tillförlitlighet.Tryckvakter är lite svårare att kalibrera än transmittrarna. Fel sorts kalibrering kan orsaka många fel i kalibreringsresultatet. I den här artikeln kommer vi att titta på hur man kalibrerar tryckvakter korrekt. Innan vi ger oss in i kalibreringsprocessen, låt oss diskutera några grundläggande egenskaper och terminologi för tryckvakter.

Hur fungerar en tryckvakt?

Kort sagt är en tryckvakt ett instrument som mäter tryck och som har en elektrisk brytfunktion programmerad att arbeta vid ett visst tryck. Till exempel kan den ställas in så att när inget tryck är anslutet (öppet mot atmosfären) är brytaren stängd, men när trycket överstiger 10 psi öppnas brytaren. Återigen, när trycket sjunker under 10 psi stängs strömbrytaren.

Terminologi för tryckvakter

Låt oss först kort diskutera den relaterade terminologin:

Normalt öppen, eller stängande (Normally Open, NO) / Normalt stängd, eller brytande (Normally Closed, NC)

Vissa strömbrytare har terminalerna öppna när inget tryck är anslutet, så kallad normalt öppen (NO) eller en stängningsbrytare. Motsatsen är normalt stängd (NC) eller öppningsbrytare. Valet beror på vilken typ av krets du vill styra med omkopplaren..

En normalt öppen strömbrytare är öppen när inget tryck är anslutet. När tillräckligt tryck appliceras stängs strömbrytaren. En strömbrytare kommer alltid att ha dödband, det vill säga skillnaden mellan de två driftpunkterna (öppnings- och stängningspunkter). Dödband krävs, för om en strömbrytare skulle öppna och stänga vid samma punkt, kan den börja oscillera (vibrera) när trycket är på gränsen. Dessutom skulle den kunna styra strömkretsen av och på med hög frekvens om det inte fanns något dödband. Till exempel kan en stängande (NO) tryckbrytare stängas vid 10 psi tryck och öppnas igen vid 9,5 psi tryck, så att det finns ett 0,5 psi dödband.

Det finns tryckvakter som arbetar med olika trycktyper: manometer, absolut, differential- eller vakuumtryck. Vissa äldre tryckvakter är mekaniska (eller till och med pneumatiska), så att trycket får strömbrytaren att ändra tillstånd. De flesta nyare typer är elektroniska eller digitala, så de mäter trycket och styr strömbrytarens utgång därefter. Många moderna tryckvakter är programmerbara, så det är enkelt att ställa in önskade arbetspunkter. Även om de mekaniska strömbrytarna inte behöver någon strömförsörjning, behöver de elektriska strömbrytarna ha det.

Säkerhetstryckvakter

Säkerhetstryckvakter är sådana som används i säkerhetsinstrumenterade system (SIS), och har vissa säkerhetsklassificeringar. Även kalibreringen av dessa säkerhetstryckvakter är reglerad.

När du kalibrerar, trycksätt inte dessa säkerhetstryckvakter före kalibreringen, utan fånga i stället den allra första punkten när säkerhetstryckvakten är aktiverad.

Ibland kräver den första aktiveringen mer tryck än aktiveringarna efter några tester. Normala strömbrytare trycksätts vanligtvis några gånger före kalibrering, men det bör inte göras för säkerhetsströmbrytarna.

Hur man kalibrerar tryckvakter

Låt oss diskutera hur man kalibrerar tryckvakter

Förberedelser & säkerhet

Om strömbrytaren är installerad i processen är det mycket viktigt att se till att den är isolerad från tryckledningen. Du måste också se till att koppla bort alla eventuella kretsar som strömbrytaren kontrollerar - du vill inte generera något säkerhetsalarm, eller att stora ventiler ska börja öppna/stänga eller att pumpar ska aktiveras. Vissa strömbrytare kan ha nätspänning eller annan farlig spänning över strömbrytarterminalerna när de öppnas, så se till att den är isolerad.

Tryckramp

För att kalibrera en tryckomkopplare behöver du applicera en långsamt förändrande tryckramp som rör sig över omkopplarens driftpunkter. Beroende på brytartyp, behöver du först tillföra ett lämpligt tryck för att starta kalibreringen.

Oftast kan man utgå från atmosfärstryck, men i vissa fall behöver man pumpa ett högt tryck och sedan successivt minska trycket mot driftspunkten. Alternativt kan du behöva applicera ett vakuum att utgå ifrån. Det beror på tryckvakten som ska kalibreras.

Mätning av strömbrytarens utsignal

Du behöver ett verktyg för att mäta strömbrytarterminalerna. Om det är en strömbrytare utan spänningssignal (dry contact), kan du använda en Ohm-mätare. Om utgången är elektrisk, måste du hitta ett verktyg som kan mäta utsignalen. I vissa fall kan det vara en spänningsmätare eller strömmätare. För elektriska utsignaler är det ibland svårt att hitta hur man mäter utsignalen. Du bör oavsett kunna känna igen de två tillstånden för utsignalen och se när tillståndet ändras. Med vissa verktyg kan du programmera en triggernivå som passar den aktuella strömbrytaren, vilket möjliggör att statusändringen kan fångas automatiskt. På detta sätt fungerar Beamex MC6.

Fånga driftspunkterna

Vid kalibrering av en tryckvakt måste du fånga ingångstrycket exakt i det ögonblick då utgångssignalen ändras. Du kan försöka fånga ingångstrycket manuellt. Då strömbrytarens tillstånd ändras stannar du tryckrampen och kontrollerar ingångstrycket (på enheten/kalibratorn som mäter ingångstrycket). Troligtvis finns det en viss fördröjning i dina reflexer, så att trycket redan är ett annat än vad det var när strömbrytarens tillstånd ändrades. Detta är den främsta anledningen till att du bör tillföra ett mycket långsamt inmatningstryck, så att det inte förändras så mycket under fördröjningen av dina reflexer.

Fördröjd utsignal

Vissa industriströmbrytare har en fördröjning på utsignalen för att de inte ska aktiveras för snabbt. Du bör ta reda på om din strömbrytare har fördröjning, eftersom kalibreringen då måste göras ännu långsammare än normalt. Med en viss fördröjning har ingångstrycket redan förändrats så mycket från den punkt som faktiskt utlöste strömbrytaren att aktiveras.

Här följer en sammanfattning av kalibrering av tryckvakter:

1. Ta bort trycket och koppla bort elektriciteten för 
   säkerhets skull.
2.  Anslut tryckkällan och tryckkalibratorn till tryckvaktens 
   tryckanslutning.
3. Anslut enheten för att mäta strömbrytarens utgångssignal.
4. Trycksätt tryckvakten några gånger - pumpa fullt tryck 
   och tillbaka till noll. Inte med säkerhetstryckvakter!
5. Pumpa trycket normalt tills du är nära aktiveringspunkten.
6. Ändra trycket mycket långsamt över aktiveringspunkten 
   tills strömbrytarens utsignal växlar. Registrera trycket vid 
   statusändring.
7. Ändra trycket mycket långsamt mot returpunkten tills 
   strömbrytarens utsignal växlar. Registrera trycket vid 
   statusändring.
8. Gör önskat antal repetitioner - upprepa de två föregående 
   stegen.
9. Ventilera trycket.
10. Koppla bort testutrustningen.
11. Återställ tryckvakten för normal användning.

Dokumentation, metrologisk spårbarhet, kalibreringsosäkerhet

Eftersom dokumentation ingår i den formella definitionen av kalibrering, är den en viktig del av varje kalibrering. Detta gäller även vid kalibrering av tryckvakter. Vanligtvis skrivs dokumentationen av resultaten ut som ett kalibreringscertifikat.

Den använda kalibreringsutrustningen bör ha en giltig metrologisk spårbarhet till relevanta standarder, för att säkerställa spårbarheten i tryckvaktens kalibrering.

Kalibreringsosäkerheten är en viktig del vid varje kalibrering. Om kalibreringsutrustningen, den använda kalibreringsmetoden och processen inte är tillräckligt noggranna för tryckvaktens kalibrering, är det inte så stor mening med att kalibrera. Vad är poängen med att använda en kalibrator med 2% noggrannhet för att kalibrera ett instrument med 1% noggrannhet?

Den här artikeln behandlar barometriskt tryck, även kallat atmosfärstryck. Det är trycket på jorden som orsakas av tyngden av luften ovanför oss. Definitionen låter ganska enkel, men låt oss ta en närmare titt på saken.

Bakgrund

Till att börja med; vad är tryck? Tryck definieras som kraft per area (p=F/A), vilket betyder att tryck är en viss mängd kraft som påverkar ett område. Internationella enhetssystemet (International System of Units, SI) definierar basenheten för tryck som pascal, där 1 pascal är lika med 1 newton per kvadratmeter (N/m2).

Oberoende om vi har lagt märke till det eller inte, anger många vanliga tryckenheter kraften och området i deras namn. Till exempel är psi pundkraft per kvadrattum och kgf/cm2 är kilogram-kraft per kvadratcentimeter. De flesta tryckenheter använder dock inte denna princip i sitt namn.

Absoluttryck

Barometertryck är en så kallad absoluttryckstyp. Vid mätning av absolut tryck jämförs det uppmätta trycket med ett perfekt (absolut) vakuum, där det inte finns några luftmolekyler kvar och därför heller inget tryck. Jämför med manometertrycket som motsvarar aktuella barometriska/atmosfäriska trycket.

Barometriskt tryck

Som tidigare nämnts, är barometertryck det tryck som orsakas av vikten av luften ovanför oss. Jordens atmosfär ovanför oss innehåller luft, och även om den är relativt lätt finns det så mycket av den att den börjar få en viss tyngd när gravitationen drar luftmolekylerna. När jag säger ”luft” menar jag luften omkring oss, som består av cirka 78 % kväve, 21 % syre, mindre än 1 % argon och en liten mängd andra gaser. Luften blir tunnare ju högre upp man kommer, eftersom antalet molekyler hela tiden minskar med höjden. Ungefär 75 % av atmosfärens massa är under höjden av cirka 11 km, ett tjockt lager på jordens yta. Gränsen där atmosfären förvandlas till yttre rymden anses vanligtvis vara cirka 100 km över jordens yta.

Det överenskomna nominella barometriska trycket på jorden är 101,325 kPa absolut (1013,25 mbar absolut eller 14,696 psi absolut), vilket innebär att det vanligtvis finns cirka 1,03 kilogram-kraft per kvadratcentimeter (14,7 pund kraft per kvadrattum) på jordens yta som orsakas av luftens vikt. I praktiken är barometertrycket mycket sällan exakt det nominella värdet, eftersom det förändras hela tiden och varierar på olika platser.

Barometertrycket beror på flera saker såsom väder[1]förhållanden och höjdläge. Ett exempel gällande vädret: under en regnig dag är barometertrycket lägre än på en solig dag. Barometertrycket varierar också beroende på höjdläge. Ju högre upp du befinner dig, desto mindre är barometertrycket, vilket är naturligt eftersom det är mindre luft ovanför dig ju högre upp du kommer. Luften på högre höjder innehåller också färre molekyler, vilket gör den lättare än på lägre höjd. Tyngdkraften minskar också på dessa höjder. Dessa faktorer gör att barometertrycket är mindre på högre höjder.

Du kan faktiskt använda en barometertryckmätare för att mäta din höjd, så mäter även flygplan sin höjd. Trycket sjunker när du kommer högre upp, men inte helt linjärt. I rymden finns det inget tryck, det är ett perfekt vakuum utan några luftmolekyler kvar.

Bilderna illustrerar hur barometertrycket förändras när höjden ändrar. Den första bilden visar kPa kontra meter och den andra psi kontra fot.

Barometriska (atmosfäriska) tryckenheter

Det finns ett antal tryckenheter som har skapats speciellt för att mäta barometertryck. En av dessa enheter är standardatmosfär (atm), vilket motsvarar 101 325 pascal. Det finns också en enhet som kallas teknisk atmosfär (at), som inte är exakt samma som atm (1 at = 0,968 atm).

Torr används också för att mäta barometertryck. Ursprungligen motsvarade det en millimeter kvicksilver, men definierades senare om. Vissa SI-enheter används också, såsom hPa (hektopascal), kPa (kilopascal) och mbar (millibar).

Det är viktigt att komma ihåg att vi alltid talar om absolut tryck när vi talar om barometertryck.

Några praktiska överväganden

Vi kan lätt känna förändringen i barometertrycket när vi reser med flygplan. Även om det genereras tryck inuti flygplanet, sjunker trycket fortfarande när planet lyfter. Du kan särskilt känna av det växande trycket i öronen när planet börjar landa och kommer till lägre höjder. Förändringen är så pass snabb att dina öron inte alltid anpassar sig i samma takt.

Du har kanske också märkt hur en yoghurtkopp är något svullen när du är uppe i luften. Koppen sväller eftersom den förseglats på marken vid ett normalt barometertryck. När planet lyfter, minskar trycket inuti kabinen, vilket orsakar att koppen sväller, eftersom trycket i koppen är högre. Vissa människor kan känna förändringen i barometertrycket i sina kroppar, uppleva huvudvärk eller värk i lederna.

Beamex erbjuder olika lösningar för tryckkalibrering, inklusive kalibrering av tryckgivare. Vänligen kolla in vårt utbud här: Tryckkalibratorer

Den här artikeln tar helt kort upp de vanligaste orsakerna till att man bör införa en modern kalibreringsprocess i kraftverk, utforskar typiska problem med en föråldrad kalibreringsprocess och avslutas med en kort diskussion om en modern kalibreringsprocess och hur man implementerar den.

Kalibrering är nödvändig i kraftverk och det finns åtskilliga orsaker till att man bör skapa en riktig kalibreringsprocess. En uppenbar orsak är att göra kraftverket effektivare i syfte att säkerställa lönsamheten, samtidigt som ordentlig kalibrering också är av avgörande betydelse för säkerheten. Dessutom är korrekt kalibrerad utrustning för övervakning av utsläpp livsviktig i reglerade områden. Olika nationella och internationella bestämmelser och standarder kräver att vissa kalibreringar utförs. 

Vanliga orsaker till kalibrering

Kraftverkets effektivitet

Det har visat sig att kraftverk fungerar mer effektivt och producerar mer energi och större vinster om de kritiska processmätningarna är mer exakta. Oavsett hur avancerat ett styrsystem är, är det bara så bra som kvaliteten på de mätdata som instrumenten för processtyrning förser det med. Felaktiga mätdata kan leda till att styrsystemet gör justeringar på andra ställen i processen, vilket orsakar ytterligare belastning på tillgångarna och direkt inverkar på deras livscykel och underhållskostnader.

Ursprungsbränslet är den största driftskostnaden för en elproduktionsenhet och anläggningar som har program för att förbättra prestanda eller värmefaktor presterar bättre än de som inte har det. Många av de identifierade initiativen som kunde uppnå de största förbättringarna, är också kapitalintensiva och kräver åtskilligt med tid och resurser. Att ta itu med instrumentkalibrering kan vara ett mycket billigare initiativ, men kan fortfarande bidra till förbättrad prestanda och värmefaktor.

För att processmätningarna ska förbli exakta, måste man få en korrekt kalibreringsprocess på plats. Kalibrering borde utföras med utrustning av hög kvalitet som säkerställer tillbörlig noggrannhet och mätosäkerhet. På samma sätt borde anläggningen använda kalibreringsmjukvara som ger största möjliga spårbarhet. Själva kalibreringsprocessen, ofta refererad till som standardrutiner (SOP), måste vara välplanerad för att bidra till att säkerställa att arbetet utförs på ett effektivt sätt. Om man använder kalibreringsmjukvara för att analysera data och utföra analyser av historiska trender blir det enklare att prioritera instrumenten och säkerställer att de vanligtvis begränsade resurserna används för de viktigaste kalibreringarna.

Effektivitet i det här sammanhanget innebär alltså att kunna driva kraftverket på ett effektivare sätt i avsikt att producera mer energi och göra större vinster. Men effektivitet innebär också att kalibreringsrutinerna får ut bästa möjliga resultat av de vanligtvis begränsade tillgängliga resurserna.

Anläggningssäkerhet

Av många uppenbara skäl är anläggningssäkerhet en väsentlig fråga i kraftverk. Bortsett från lagstadgade krav har säkerheten mycket hög prioritet, om inte högsta prioritet för anläggningen. Miljön i ett kraftverk består av en samling system som transporterar bränsle, förbränningsluft och matar vatten till pannor. Förutom riskerna med högtrycksånga finns det en mängd andra konventionella och kemiska/fysikaliska faror som måste kontrolleras. Driften av en kombination av en högtrycksångpanna och en turbin innefattar en rigorös uppsättning kontroller för att garantera säker drift och förhindra att pannan överskrider tryckgränserna. En säker hantering av dessa risker kräver tryck- och temperaturmätningar där noggrannheten är kritisk.

Beroende på anläggningstyp finns det ett antal kritiska säkerhetspunkter, som oftast är försedda med reservkretsar. Därför kan det vara väldigt stora mängder kritiska säkerhetskretsar som ska kalibreras. Eftersom kalibreringen av dessa kritiska säkerhetskretsar styrs av bestämmelser, är det bäst att se till att de kalibreras med lämpliga intervaller och med korrekt mätosäkerhet samt säkerställa att kalibreringarna dokumenteras och rapporteras på lämpligt sätt. Om man försummar att utföra dessa föreskrivna säkerhetskalibreringar, kan det i värsta fall leda till att myndigheterna utdömer böter till anläggningen eller till och med stänger den, eller till en farlig olycka.

En av de vanligaste orsakerna till skador inom elproduktion är fall från stegar, ställningar eller andra upphöjda plattformar. Säkerhet i arbetet handlar om det inbördes förhållandet mellan människor och arbete, material, utrustning och maskiner samt miljön. Samtidigt måste man av ekonomiska orsaker uppnå högsta möjliga produktivitet. En strategi för att förebygga olyckor i samband med kalibreringsarbete måste fokusera på att minska mängden verktyg som krävs för att utföra arbetet och minimera antalet arbetsskeden.

Bestämmelser, utsläpp och mätningar som påverkar 
faktureringen 

Det finns bestämmelser om system för kontinuerlig utsläppsövervakning i kraftverk. Beroende på anläggningstyp kan det finnas serier av gasanalysatorer som övervakar rökgaserna för att kontrollera exempelvis mängden svaveldioxid, kväveoxider, kolmonoxid, koldioxid, väteklorid, luftburna partiklar och organiska föreningar, för att nämna några.

Förutom att man kontinuerligt mäter dessa utsläpp, måste mätningarna också kalibreras korrekt. Om kraftverket försummar att utföra dessa mätningar eller kalibreringar, kan det stängas och/eller dömas till höga böter.

Även om den beskattningsgrundande mätmetoden och ansvarsöverföringen egentligen mest förknippas med olje- och gasindustrin, använder kraftverk också mätningar som underlag för fakturering eller penningöverföringar. Det är uppenbart att om en stor del av faktureringen baseras på vissa mätningar, är noggrannheten av yttersta vikt. Varje fel inverkar direkt på det fakturerade beloppet, och därför måste man lägga ner stor möda på att se till att dessa mätningar är av högsta möjliga kvalitet.

Icke-kritiska kalibreringar

I de föregående avsnitten tar vi upp några av de mest kritiska kalibreringarna i ett kraftverk, men det finns naturligtvis många andra mätningar i en anläggning som kräver kalibrering. De här mätningarna kanske inte behöver kalibreras så ofta och kraven på mätosäkerhet är inte så kritiska. Det kan hända att inte ens kraven på dokumentationen av dessa kalibreringar är så stränga. Men de kan ändå ha en betydande inverkan på kraftverkets prestanda och säkerhet över tid.

Typiska utmaningar i kraftverk

Brist på dedikerade resurser inom metrologi

I en idealisk värld skulle kraftverken ha tillräckligt med dedikerade och kunniga metrologiexperter som kunde koncentrera sig enbart på att utföra kalibreringsarbete. Verkligheten är ändå den att de flesta av oss inte lever i den idealiska världen.

En utmaning som många kraftverk ställs inför idag, liksom många andra processanläggningar, är bristen på experter med bra ämneskompetens inom metrologi för kalibrering. Dessutom finns det vanligtvis bara ett begränsat antal resurser att sätta in för kalibreringsarbete under ett driftsavbrott, eftersom det är så många andra uppgifter som samma personal behöver utföra. Kalibreringen är bara en liten del av deras totala ansvarsområde. Därför är det viktigt att använda en modern automatiserad kalibreringslösning som effektiverar kalibreringsarbetet, så att kalibreringarna kan utföras snabbare och av färre resurser. Eftersom personalen kanske inte består av specialister på metrologi, bör den automatiserade kalibreringslösningen dessutom kunna vägleda dem genom kalibreringsarbetet på ett metrologiskt korrekt sätt. Detta kan innefatta intelligent kalibreringsutrustning som utför helautomatiska kalibreringar enligt specificerade metoder och ger vägledning om hur kalibreringen ska slutföras, inklusive hur man ansluter till instrumenten, anger punkterna som ska kalibreras och räknar ut om resultaten är Godkända/ Underkända.

Befintlig, äldre kalibreringsprocess

Även i moderna kraftverk kan kalibreringsprocessen vara föråldrad och basera sig på manuella eller egenutvecklade verktyg för hanteringen. Efter att en anläggning uppgraderats med modern processinstrumentering med hög noggrannhet, kan äldre befintlig kalibreringsutrustning vara inaktuell eftersom den inte förmår åstadkomma godtagbara testosäkerhetsförhållanden (TUR). Dessutom kanske all dokumentation bygger på manuell registrering av resultat med hjälp av papper och penna. I sådana miljöer kan hela kalibreringssystemet kännas som en börda och förhindra verkliga prestandaförbättringar.

Kalibreringsprogram som i väldigt hög grad bygger på manuella processer använder vanligen formulär i pappersform för rutinerna som vägleder teknikern genom kalibreringen. Kalibreringen utförs ofta med icke-dokumenterande kalibratorer, så kalibreringsdokumentationen skrivs för hand på papper, vilket orsakar mer arbete och ökar risken för skrivfel. Även felberäkning för varje testpunkt görs manuellt när man fastställer om resultatet blir Godkänt eller Underkänt. Resultaten kan även skrivas in i en elektronisk databas, om en sådan existerar, och bekräftelsen på att arbetet har utförts kan också matas in manuellt i ett datoriserat underhållshanteringssystem (CMMS).

Kort sagt kan en föråldrad kalibreringsprocess vara arbetsintensiv, leda till dålig kalibreringsnoggrannhet, orsaka mycket pappersarbete och innebära risk för fel när data matas in för hand.

Support vid driftsavbrott

På grund av bristen på kalibreringsresurser, outsourcas kalibreringen lika ofta som den utförs av egen personal. När en tjänsteleverantör utför kalibreringarna, måste processen vara mycket välplanerad och specificerad, så att man på anläggningen kan vara säker på att tjänsteleverantören kalibrerar exakt enligt kraven. Kalibreringarna måste följa och vara väl anpassade till företagets interna standardrutiner (SOP). Processen måste följa föreskrifterna och vara optimerad så att ingen tid går till spillo vid driftstopp och så att tidtabellerna kan hållas. Anläggningarna bör alltid sträva efter att minska och förkorta tiden för driftstopp med hjälp av en effektiv kalibreringsprocess.

När ansvaret för kalibreringen läggs på en tjänsteleverantör innebär det alltid en risk. Om kalibreringarna görs på papper, utgör den manuella dataregistreringen en betydande risk för fel. Om man använder kalibreringsmjukvara där data lagras automatiskt, blir data lättillgängliga och tillsynen förblir hos anläggningen och inte hos tjänsteleverantören. Genom att dokumentera kalibreringarna blir data inte bara tillförlitliga utan också spårbara vid inspektioner och/eller revisioner.

Moderna kalibreringsprocesser

Hur ser en modern kalibreringsprocess ut?

Om vi tar en titt på de modernaste kalibreringsprocesserna som finns tillgängliga idag, kan vi hitta följande nyckelkomponenter: för det första är hanteringen, övervakningen och schemaläggningen av alla kalibreringar automatiserad med hjälp av kalibreringsmjukvara som är avsedd för ändamålet. För att åstadkomma ett helt automatiserat och papperslöst flöde av arbetsordrar kan kalibreringsmjukvaran kopplas till CMMS-systemet. Kalibreringsmjukvaran kommunicerar också med bärbara dokumenterande processkalibratorer, vilket innebär att arbetsordrarna kan laddas ner direkt till kalibratorerna med alla nödvändiga instruktioner som teknikerna behöver för att kunna åka ut på fältet. Under kalibreringen räknar en intelligent kalibrator automatiskt ut om resultatet är Godkänt eller Underkänt. Man behöver inte göra några komplicerade uträkningar själv. Dessutom lagras resultaten i kalibratorns minne och kan laddas upp direkt till kalibreringsmjukvaran. Slutligen kan kalibreringsmjukvaran automatiskt skicka en uppdatering till underhållshanteringsprogrammet om att arbetet har slutförts. Hela processen är således helt papperslös från början till slut och mer kan uträttas med färre resurser, eftersom processen i hög grad är automatiserad, vilket minskar kostnaderna och förbättrar kvaliteten hos kalibreringsdata. En modern kalibreringsprocess är också mycket mer effektiv, vilket gör att fler kalibreringar hinner utföras under den begränsade tid man har till förfogande vid ett driftsavbrott.

Varför och hur ska man införa en ny kalibreringsprocess?

De viktigaste skälen till att införa en modern kalibreringsprocess är att effektivera kalibreringarna, minska kostnaderna, få kalibreringar av högre kvalitet och efterleva relevanta bestämmelser. Men hur inför man då en ny kalibreringsprocess?

Några ord om hur man inför en ny kalibreringsprocess: Först och främst är det viktigt att komma ihåg att införandet av en ny kalibreringsprocess är en process i sig, med många 
inbördes relaterade uppgifter som måste utföras i rätt ordning. Vi rekommenderar att man använder en beprövad modell för projektimplementering, som leds av en dedikerad 
projektchef och stöttas av experter inom området. Utan en beprövad implementeringsmodell stöter man vanligtvis på de typiska riskerna med att införa en ny process, som t.ex. oklara 
förväntningar, överskridningar av budgetar och tidtabeller, ambitionsglidning och frånvaro av förväntad nytta.

Även om införandet av en ny kalibreringsprocess är mycket mindre omfattande än implementeringen av t.ex. ett nytt affärssystem (ERP-system), finns det fortfarande många 
likheter. 

Genomförandet av projektet bör inledas med att man fastställer ramarna för projektet för att skapa en gemensam förståelse av målen med projektet, definiera rollerna för de 
olika parterna i projektteamet och styrgruppen, fastställa regler för projektledningen och bestämma test- och acceptanskriterier. Den här planeringsprocessen (blueprint) är 
en viktig fas när man dokumenterar den nuvarande processen (hur man jobbar idag) och processen man har som mål (hur den borde vara). Under specifikationsfasen måste man 
dokumentera alla relevanta krav och se till att alla parter har en gemensam förståelse. Om alla tidigare steg har utförts korrekt, är nästa fas det faktiska utförandet enligt planerna. Slutligen 
tas den nya processen i användning med säker support när den används i produktion.

Vi rekommenderar att man använder en leverantör som har en beprövad implementeringsmodell och som kan ta ansvar för de åtgärder som krävs.

Sammanfattning

En modern kalibreringsprocess av teknisk toppklass kan hjälpa ett kraftverk att:

• förbättra anläggningens prestanda och effektivitet
• garantera säkerheten
• säkerställa utsläppskontrollen
• förbättra noggrannheten i mätningar som inverkar på faktureringen
• göra kalibreringsarbetet mer effektivt, automatiserat och papperslöst
• minska ansträngningar och kostnader i anslutning till kalibrering
• förbättra kvaliteten på kalibreringen och bidra till efterlevnaden av bestämmelser
• förbättra kraftverksprestandan med en modern kalibreringsprocess

Kolla gärna in Beamex Savings Calculator och ta reda på hur ditt företag kan spara in på kostnader genom digitalisering och optimering av processer. 

Det finns många frågor angående kalibreringen av en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion. Oftast är bekymret med dessa, att kalibreringen vid nollpunkten ofta misslyckas. Det finns en anledning till det, så låt oss ta reda på vad det är. 

För det första, när vi talar om en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion, betyder det att den har en överföring med kvadratroten som överföringsfunktion istället för en linjär överföringsfunktion. När ingångstrycket ändras, ändras utsignalen enligt en kvadratrotsformel. Till exempel, när insignalen är 0 %, är utsignalen 0 % av intervallet, precis som när insignalen är 100 %, är utsignalen 100 %. Men när insignalen bara är 1 % är utsignalen redan 10 %, och när insignalen är 4 % är utsignalen 20 %. Bilden nere till höger förklarar detta grafiskt.

Så när kan man använda den här typen av transmitter? Den används, när du mäter flöde med en differenstrycksgivare. Om du har någon form av strypelement (mätfläns/venturirör osv.) i ditt rör, genereras mer tryck över elementet, ju större flödet är. När flödet växer, växer inte trycket linjärt; den växer med en kvadratisk korrelation.

Om du vill skicka en mA-signal till ditt kontrollrum, använder du en trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion som kompenserar för den kvadratiska korrelationen i differenstryckgivaren. Som ett resultat har du en mA-signal som är linjär mot den faktiska flödessignalen. Du kan också använda en linjär trycktransmitter och göra omvandlingsberäkningen i ditt styrsystem; ISO 5167 ger mer vägledning.

Så, hur är det när du börjar kalibrera den här typen av trycktransmitter med kvadratroten som överföringsfunktion? Du kan naturligtvis kalibrera den på ett normalt sätt genom att applicera ett känt tryck till transmitterns/givarens insignal och mäta mA-utsignalen.

Hur som helst bör du komma ihåg att utsignalen inte ändras linjärt när insignaltrycket ändras. Istället växer mA-utgången enligt överföring med kvadratroten som överföringsfunktion. Det betyder att, i början, när du är på noll insignal och du har 4 mA utsignal, är överföringsfunktionen väldigt brant. Även den minsta förändringen i trycket kommer att göra att utsignalen förändras mycket. Jag har illustrerat detta i den enkla bilden nedan. Den gröna kurvan visar överföringsfunktionen för en sändare med kvadratroten som överföringsfunktion, och den gråa linjen visar funktionen hos en linjär sändare. Det betyder att om insignalens tryckmätning fluktuerar, bara en eller några siffror, bör utsignalen ändras ganska mycket för att felet ska bli noll. Om de uppmätta värdena fluktuerar, är det således nästan omöjligt att i praktiken göra nollpunkten till en "godkänd"-kalibreringspunkt inom den tillåtna toleransen.

Så vad ska man göra? För att kalibrera bör du helt enkelt flytta den första kalibreringspunkten lite högre än 0 % av insignalsområdet. Om den första kalibreringspunkten ligger på 5–10 % av insignalsområdet är du redan utanför den brantaste delen av kurvan, och du kan få rimliga avläsningar och felberäkningar. Naturligtvis kalibrerar du inte nollpunkten, men din process körs normalt inte heller vid nollpunkten.

Hur beräknar man utsignalen?

Använd ekvationen nedan för att beräkna vad utsignalen ska vara vid en given insignal:

Tryckgivare används i stor utsträckning inom processindustrin. Den annonserade noggrannhetsspecifikationen för moderna tryckgivare har blivit mer
och mer exakt.

Ofta innehåller den annonserade noggrannhetsspecifikationen ändå bara en del av sanningen. Den innehåller bara några av de noggrannhetskomponenter som påverkar den totala noggrannhet, som du i praktiken kan förvänta dig av givaren i din applikation.

I den här texten kommer jag att undersöka några populära tryckgivares noggrannhetsspecifikationer och de olika noggrannhetskomponenterna, såsom effekten av mätområdets ändring, omgivningstemperatur, monteringsposition, statiskt tryck, långsiktig drift, vibration, strömförsörjning, med mera.

Jag kommer kort att förklara, med några exempel, vad dessa komponenter är och vad de betyder.

Bakgrund

Vi ser att "nummerspel" spelas med specifikationer av vissa givare, där de annonserar ett noggrannhetsnummer som bara är en del av sanningen, dvs. det är bara en av de många noggrannhetskomponenterna som du bör ta hänsyn till. I vissa fall kan dessa annonser vara förvirrande och ge ett felaktigt intryck av den totala praktiska noggrannhet du kommer att få i din användning.

Kanske har konkurrensen och kapplöpningen om de bästa noggrannhetssiffrorna lett till denna situation, dvs. att vissa tillverkare gör en "begränsad" noggrannhetssiffra och sätter den på broschyrens omslag och annonserar det på deras webbplats, medan de fullständiga specifikationerna finns i bruksanvisningen.

Vanligtvis inkluderar en tryckgivares specifikationer flera noggrannhetskomponenter, som du bör ta hänsyn till, när du överväger den totala noggrannheten.

I den här texten kommer jag att gå igenom specifikationerför några populära tryckgivare för att ge dig en uppfattning om vilka faktorer som är viktiga och som du bör ta hänsyn till och vara medveten om. Jag kommer också att lista några typiska specifikationsvärden för de olika partiella noggrannhetskomponenterna. Jag försöker att utvärdera alla givare så lika som möjligt.

Kunderna är väldigt intresserade av mätnoggrannhet, eftersom givarens noggrannhet påverkar noggrannheten på själva kalibreringsutrustningen. Kalibratorn borde vara mer exakt än sändaren, men noggrannhetsförhållandet mellan dessa två är något människor har olika åsikter om. Hur som helst bör du vara medveten om den totala osäkerheten i kalibreringen och dokumentera det under kalibreringen.

Valet av processtransmitterns tolerans bör i alla fall baseras på processkraven och inte på specifikationerna för sändaren.

Dags att fördjupa oss i ämnet.

Noggrannhetskomponenter för tryckgivare

"Referensnoggrannhet"

Ofta nämns en separat "begränsad" precisionsangivelse, vanligtvis på broschyrens omslag eller på webbplatsen. Detta kan kallas "referensnoggrannhet" eller något liknande. Den omfattar bara vissa delar av noggrannheten, inte alla delar. Det innehåller till exempel endast linjäritet, hysteres och repeterbarhet.

Denna "bästa möjliga noggrannhet" inkluderar inte heller alla praktiska noggrannhetskomponenter som du bör ta i beaktande (monteringsposition, omgivningstemperatur, etc.). Så tro inte att denna specifikation är vad du kan förvänta dig av givaren när du i praktiken installerar den i din process.

Denna "bästa möjliga noggrannhet" kan till exempel vara 0,04 % eller till och med 0,025 % av mätområdet, för de mest exakta tryckområdena, för de mest exakta sändarna.

Olika tryckområden

Ofta är den bästa (referens)noggrannheten endast giltig för vissa tryckområden, inte för alla tillgängliga intervall. Mätområdet kan också variera beroende på trycktyp, dvs. ett absolut mätområde kan skilja sig från ett mätområde för en manometer.

Medan de bästa mätområdena kan ha till och med 0,04 % av mätområdets noggrannhet, kan något annat mätområde av samma givarmodell, ha till exempel en 0,1 % noggrannhet.

Noggrannhetsspecifikationerna kan fördubblas eller tredubblas för de olika tillgängliga mätområdena. Så se till att du vet vad noggrannheten är för de exakta mätområdena/ modellerna som du använder.

Ändring av mätområde

HART (smart) givarnas mätområde kan konfigureras med ett brett intervall. Ofta kan du ändra mätområdet för en givare till en hundradedel av hela mätområdet, eller ännu mer. Noggrannhetsspecifikationer ges vanligtvis för hela mätområdet, eller till ett begränsat intervall.

Om HART-givarens mätområde (med en mA-utgång) konfigureras för ett mindre mätområde än hela mätområdet, försämras vanligtvis noggrannheten. Om du ändrar mätområdet för din givare till ett mindre mätområde än maxområdet, se då till att ta reda på hur mycket fel som bör läggas till noggrannheten.

Omgivningstemperaturens inverkan

De flesta tryckgivare används under varierande miljöförhållanden i processerna. Temperaturen på tryckmediet kan också variera kraftigt under användning.

Liksom de flesta mätenheter har tryckgivare vanligtvis någon form av temperaturkoefficient, det vill säga det finns en noggrannhetskomponent som beror på omgivnings-temperaturen.

Temperaturberoendet verkar ofta specificeras i ett format som är ganska svårt att förstå. Men försök förstå det och fråga leverantören om du inte kan lista ut det.

Hur som helst, om man tittar på olika sändare, kan detta variera från 0,01 % av hela mätområdet och upp till 0,5 % av hela mätområdet. De sämsta modellerna verkar specificera temperatureffekten som mer än 1 % av hela mätområdet. Om temperaturen i din process varierar mycket bör du ta hänsyn till detta.

Effekten av statiskt tryck (linjetryck)

Differenstryckgivare kan användas under statiska linjetryckförhållanden. Det betyder att båda ingångarna har ett visst tryck och att givaren mäter skillnaden mellan de två ingångarna. Jämför detta med en manometersändare som mäter trycket mot atmosfärstrycket eller en absolutgivare som mäter trycket mot vakuum.

En idealisk differentialsändare skulle endast mäta skillnadenmellan ingångarna, men i praktiken har det statiska linjetrycket en viss effekt på utsignalen.

Om du har båda ingångarna öppna för atmosfärstryck är differenstrycket naturligtvis noll. Dessutom, om du har samma tryck (säg 50 bar/psi) applicerat på båda ingångarna är differenstrycket fortfarande noll. I praktiken har det statiska trycket en viss effekt på givarens utsignal, vilket betyder att utsignalen ändras lite när linjetrycket ändras. Vanligtvis kan linjetryckseffekten variera från 0,025 % av hela mätområdet upp till 0,4 % av hela mätområdet, beroende på modellen på givaren.

Vanligtvis påverkar linjetrycket framför allt nollpunkten på givaren, men påverkar inte mätområdet så mycket. Så vid kalibrering kan du testa denna effekt genom att applicera samma tryck (ett lågt tryck och ett högt tryck) på båda ingångarna och se hur mycket nollan ändras.

Linjetrycket kan också ha viss effekt på sändarens mätområde, vilket gör det betydligt svårare att hantera och kalibrera. Det kräver en kalibrering med differentialtrycksstandard.

Långsiktig stabilitet

Alla mätenheter kommer gradvis att förlora sin mätnoggrannhet med tiden. Vissa mer, andra mindre. Detta gäller även tryckgivare.

Vissa tryckgivare har en specificerad stabilitet på ett år, andra har en 5- eller 10-årig specifikation, eller till och med ännu längre.

En sändare som har en referensnoggrannhet på 0,04 % av hela mätområdet kan till exempel ha en 1- års stabilitet på 0,2 % av hela mätområdet. Vissa andra modeller har 0,2% av hela mätområdet som gäller i 5 eller till och med 10 år. Den bästa som jag hittade var hade så låg specifikation som 0,01 % av hela mätområdet som 1-års stabilitet.

Beroende på hur ofta du kalibrerar dina tryckgivare bör du ta hänsyn till den långsiktiga stabilitetseffekten, eftersom givaren kan drifta så mycket innan nästa kalibrering (och eventuell justering).

Monteringspositionens inverkan

Monteringspositionen har ofta en viss effekt på tryckgivares noggrannhet. För de flesta tryckgivare finns det en rekommendation för monteringsposition.

Byte av placering ändrar många gånger nollan, och påverkar inte mätområdets noggrannhet. I vanliga fall brukar man inte flytta givarens position. Positionen bör dock beaktas om du först kalibrerar sändaren i en verkstad och sedan installerar den i processen, eller om du tar bort sändaren från processen för kalibrering.

Visst, om en givare har en fjärrtätning kommer placeringen av kapillärrören att ha en stor effekt på nollvärdet. Återigen, är detta något som inte förändras under normal användning, men kan påverka kalibreringen om givaren tas bort från sin installationsplats.

Vibrationseffekt

Många tryckgivare har en specifikation för effekten av vibrationer. Detta behöver naturligtvis beaktas endast om sändaren är installerad på en plats där det förekommer vibrationer.

Vibrationens inverkan på noggrannhet är ofta relativt liten och kan till exempel specificeras som "mindre än 0,1 % av hela mätområdet".

Strömförsörjningseffekt

En 2-trådsgivare behöver en extern strömförsörjning för att fungera. Vanligtvis är det en 24 VDC matning. Givare kan vanligtvis arbeta på ett brett matningsspänningsområde, till och med ner till 10 VDC. Hur som helst, om matningsspänningen ändras under driften, kan det ha en liten inverkan på givarens noggrannhet. Effekten av strömförsörjningsspänningen är vanligtvis liten och kan till exempel specificeras som "mindre än 0,01 % av hela mätområdet per 1 volts förändring i matningsspänningen". Om du har en normal och bra strömförsörjning, är detta i praktiken inte ett problem.

Total noggrannhetsspecifikation

Vissa givare har någon form av "total noggrannhetsspecifikation", som inkluderar flera av de vanliga noggrannhetskomponenterna. Detta kan inkludera den tidigare nämnda "referensnoggrannheten", omgivningstemperatureffekten och statisk/linjetryckeffekt. Denna typ av total noggrannhet har ett mer användarvänligt värde eftersom den närmar sig den verkliga noggrannhet som du kan förvänta dig av en givare. Som ett exempel kan den "totala noggrannhetsspecifikationen" vara 0,14 % av hela mätområdet, medan referensen är 0,04 %.

Så snart du inkluderar temperatur- och linjetryckseffekterna multipliceras referensnoggrannheten med en faktor från 3 till 4.

Ett annat exempel kunde vara att man har 0,075 % referensnoggrannhet för hela mätområdet. När man inkluderar temperatureffekten ökar referensnoggrannheten till 0,2 %, och när även statiska tryckeffekter inkluderas går den upp till 0,3 % av intervallet. Om givaren har denhär typen av "total" noggrannhetsspecifikation, hjälper det dig att få en mer realistisk bild av vilken noggrannhet du kan förvänta dig i praktiken. Även om den "totala" noggrannheten ofta saknas, har jag nu presenterat vissa noggrannhetskomponenter här.

Förorening vid användning

När en tryckgivare används i en process för att mäta tryck finns det en stor risk att givarens membran förorenas av tryckmediet eller lite smuts. Denna typ av förorening kan ha en enorm effekt på givarens noggrannhet. Detta är naturligtvis inget som går att specificera, men är oberoende en stor risk vid normal användning, speciellt om du bestämmer dig för att ha en väldigt lång kalibreringsperiod, till exempel flera år. Så, förutom givarens långsiktiga driftspecifikation,är detta något som bör beaktas i riskanalysen. Om givaren blir väldigt smutsig och börjar mäta väldigt fel, så ser du det vanligtvis i mätresultaten. Men om den bara börjar mäta litet fel, är det svårt att märka vid normal användning.

Exempel på bästa och värsta fall

När du lägger ihop alla olika noggrannhetsspecifikationer, som listats ovan, kommer du fram till den faktiska totala noggrannhetsspecifikationen som du kan förvänta dig i praktiken. Generellt sätt, när du kombinerar oberoende osäkerhetskomponenter, är den vanliga regeln att använda den "kvadratiska medelvärdemetoden" (root sum of the squares, RSS). Att bara lägga ihop alla komponenter som en rak summa skulle bli ett ”värsta scenario” och statistiskt sett, är det i praktiken inte särskilt troligt att alla komponenter kommer att vara i samma riktning samtidigt. Därför används denna statistiska RSS-metod. För att få en sammanfattning av ett ”bästa scenario”, bör vi ta alla de minsta noggrannhetskomponenterna och glömma de som kanske inte är relevanta. För att få ett ”värsta scenario”, bör vi ta alla noggrannhetskomponenters maxvärdenoch anta att de alla är närvarande.

Bästa fallets noggrannhet

För att få bästa möjliga noggrannhet användes följande antaganden:

• Välj den bästa referensnoggrannheten
• Välj den mest exakta modellen och mätområdet
• Gör ingen ändring i mätområdet > ingen effekt på noggrannheten 
• Använd givaren inom ett begränsat temperaturintervall, nära omgivningstemperaturen. Välj den minsta tillgängliga temperatureffekten
• Anta att det inte finns någon statisk/linjetryckseffekt (används för manometermätning) > ingen påverkan
• Anta att det inte finns någon vibrationseffekt > ingen påverkan
• Anta att strömförsörjningen är av god kvalitet > ingen påverkan
• Inkludera en ettårig drift

Det finns också många modeller som har en högre bästa möjliga noggrannhet. Efter att ha granskat specifikationerna för flera olika givare, verkar det som att den minsta kombinerade noggrannheten som jag kan hitta, tar mig till ca 0,15 % av hela mätområdet. För de flesta andra modeller verkar det som att det bästa fallet är ungefär det dubbla, ungefär 0,3 % av hela mätområdet.

Det finns också många modeller som har större bästa möjliga noggrannhet.

Värsta fallets noggrannhet

För att få värsta möjliga noggrannhet användes följande antaganden:

• Välj modell/mätområde med den största noggrannhetsspecifikationen
• Anta att mätområdet ändrar
• Använd ett mätområde med störst temperatureffekt
• Anta att statiskt/linjetryck används
• Anta en liten vibrationseffekt
• Anta en liten strömförsörjningseffekt
• Inkludera en ettårig drift

Återigen, när man tittar på de olika specifikationerna, verkar det som att om man lägger till dessa värsta tänkbara noggrannhetsspecifikationer, hamnar vi någonstans runt 1 % till 1,5 % av hela mätområdets noggrannhet, med de mest exakta givarna. Men detta värde kan också vara högre med vissa modeller.

Sammanfattning

Som tidigare nämnts, är moderna tryckgivare mycket noggranna instrument. Det är dock bra att läsa noggrannhetsspecifikationerna, inklusive alla de olika komponenter som påverkar noggrannheten. Det är lätt att missa dessa och bara titta på den enda noggrannheten, till exempel ”referensnoggrannhet”, som visas i marknadsföringen och i annat material.

Detsamma gäller naturligtvis all mätutrustning, inte bara för tryckgivare. Det är alltid bra att läsa alla specifikationer, inklusive alla finstilta fotnoter.

Jag hoppas att du tyckte att den här texten var användbar.

 Beamex lösningar för tryckkalibrering

Beamex erbjuder olika lösningar för tryckkalibrering, inklusive kalibrering av tryckgivare. 

Vänligen kolla in vårt utbud här: Tryckkalibratorer

Då du gör ett jobb är det mycket enklare om du har rätt verktyg, eller hur?

Detsamma gäller för kalibrering – om kalibrering är ditt jobb vill du ha de bästa verktygen för att göra ditt arbete enklare och hjälpa dig att få mer gjort. Moderna kalibratorer säkerställer att dina kalibreringar är exakta, lätta att använda, har automatiska funktioner, är multifunktionella så du har mindre att bära på, och så vidare.

Men när du ber din chef att köpa en ny kalibrator åt dig, behöver du bra argument. Det som är viktigt för dig, är ofta inte lika viktigt för din chef. Du måste vara smart och tala ett språk som din chef förstår och presentera de argument som är viktiga för din chef!

I denna blogg går jag igenom hur du kan prata med din chef för att övertyga dem att skaffa den där nya, skinande kalibratorn. Låt oss börja och ta reda på hur du får ett "ja!" som svar på din fråga.

Först ska vi titta på behoven som kalibreringsteknikerna har. Sedan listar jag några av de saker som vanligtvis är viktiga för chefer och förmän - beslutsfattarna. Slutligen ska jag diskutera hur du bör presentera dina argument för din chef för att få godkännande att köpa en ny kalibrator.

Detta är viktigt för kalibreringsteknikerna

Låt oss kort titta på de saker som vanligtvis är viktigast för dem som använder kalibratorerna. Ofta är det kalibreringstekniker eller kalibreringsingenjörer.

• Mindre att bära – Kalibratorn bör vara multifunktionell så att du inte behöver bära med dig flera separata verktyg ute i fältet.
• Lätt att använda – Du behöver utföra många olika arbetsuppgifter och använda många olika system och verktyg så kalibratorn bör vara lätt att lära sig och att använda. Du använder nödvändigtvis inte kalibratorn varje dag så den måste vara okomplicerad.
• Noggrann – Bra noggrannhet är naturligtvis ett måste. Du kan inte kalibrera och justera fältinstrument korrekt om din kalibrator inte är tillräckligt noggrann. Fältinstrument förbättras och blir mer exakta så det bör även dina kalibratorer göra.
• Automation – Om dina kalibreringsverktyg kan automatisera en del av ditt arbete innebär det en stor tidsbesparing.
• Automatisk dokumentation – Eftersom du behöver dokumentera den kalibrering du utför är det bra om kalibratorn kan göra dokumentationen automatiskt så du slipper använda papper och penna.

Detta är viktigt för cheferna och förmännen

Självklart är kalibreringsteknikers prioriteringar och välbefinnande viktiga för en chef. Men ändå är det som är viktigast för cheferna oftast annorlunda än det som är viktigt för teknikerna.

Vanligtvis är följande saker viktiga för cheferna:

• Kostnader och ROI – Att säkerställa att driftkostnaderna inte överskrider budgeterna och att alla nya investeringar ger en bra avkastning på investeringen (ROI).
• Produktivitet och effektivitet – Att göra mer med mindre. Det verkar finnas färre resurser överallt, men du behöver ändå få mer och mer gjort.
• Digitalisering – Nuförtiden är det mycket svårt att hitta en anläggning som inte har pågående digitaliseringsinitiativ.
• Tillförlitlighet och minskade driftstopp – Att säkerställa att processerna fungerar tillförlitligt och att driftstoppen är minimala.
• Efterlevnad av regler – Det är viktigt att säkerställa att processerna följer alla relevanta standarder och regler.
• Säkerhet och riskhantering – Arbetarnas (och kundernas) säkerhet och riskhantering är viktiga.
• Utbildning och kompetensutveckling – Arbetstagarna behöver utbildas för att säkerställa att deras kompetens hålls uppdaterad.
• Datakvalitet och integritet – Kvaliteten och integriteten hos kalibreringsdata måste säkerställas.
• Hållbarhet och miljö – Miljöaspekter som avfalls- och energireduktion samt övervakning av utsläpp måste beaktas i verksamheten.

Så övertygar du din chef

Som du märkte finns det vissa skillnader mellan vad som är viktigt för teknikerna och vad som är viktigt för cheferna. Så hur pratar du med din chef för att få godkännande att köpa en ny kalibrator?

Naturligtvis har du dina egna skäl som är viktiga för dig, men du behöver fokusera på det som är viktigt för din chef.

Det du diskuterar kan inkludera följande:

• Produktivitet och effektivitet – Betona att de automatiserade funktionerna hos de nya kalibratorerna gör dig och ditt team mer produktiva och effektiva så att ni får jobbet gjort snabbare och bättre.
• Datakvalitet och integritet – Genom att använda moderna dokumenterande kalibratorer automatiseras dokumentationen, vilket inte bara gör ditt arbete mer effektivt, utan även förbättrar datakvaliteten. Det beror på att moderna kalibratorer minskar risken för mänskliga misstag som alltid förekommer vid manuell dokumentation.
• Kostnader och ROI – Även om nya kalibratorer alltid kommer med en prislapp, säkerställer förbättrad effektivitet en bra avkastning på investeringen (ROI) och kort återbetalningstid.
• Digitalisering – Nya moderna dokumenterande kalibratorer tar de första viktiga stegen mot digitalisering av dina kalibreringsprocesser. Alla chefer älskar digitalisering! I framtiden kan du kombinera dessa dokumenterande kalibratorer med kalibreringsmjukvara, vilket betyder att du har digitaliserat ditt kalibreringsekosystem och gjort det papperslöst! Framöver kan din kalibreringsmjukvara kopplas till ditt CMMS-system för att digitalisera och automatisera även leveransen av arbetsordrar.
• Efterlevnad av regler – Ett digitaliserat kalibreringsekosystem gör det enklare att följa kvalitetsstandarder och regler. Det gör även revisioner mycket enklare.
• Utbildning och kompetensutveckling – Nya kalibratorer med ett modernt användargränssnitt är enklare att använda och lättare för nya arbetstagare att lära sig.
• Säkerhet och riskhantering – Om du behöver arbeta i farliga områden gör egensäkra kalibratorer arbetet mycket säkrare. Det gör också arbetet mer effektivt eftersom du inte behöver ha arbetsintyg för jobb i heta miljöer eller bära med dig gasdetektorer som du gör med vanliga kalibratorer.

Sammanfattning

Där har du det! Att få din chef att köpa en ny kalibrator handlar inte om att bara räkna upp alla coola funktioner du vill ha. Det handlar om att förstå vad som är viktigt för dem och att formulera dina argument på ett sätt som passar deras prioriteringar. Genom att fokusera på rätt saker kommer du att ha ett starkt argument som visar varför denna investering är meningsfull för hela teamet. Använd dessa tips så kommer du att tala samma språk som din chef och ta dig ett steg närmare mot att arbeta med en ny, skinande (och förhoppningsvis grön) kalibrator. Lycka till! Berätta gärna hur det går!

Om du är redo för kommersiellt innehåll, fortsätt läsa.

Upptäck dina potentiella besparingar!

Att övertyga din chef att investera i en ny kalibrator blir lättare när du kan visa på betydande tids- och kostnadsbesparingar. Använd vår kalkylator för kalibreringsbesparingar för att se hur mycket din organisation kan spara. Mata in ett par detaljer om dina nuvarande kalibreringsprocesser så kan du upptäcka potentiella ekonomiska fördelar och effektivitetsförbättringar.

Beräkna dina besparingar nu och skapa ett övertygande argument för att skaffa en ny kalibrator!

Tillgång till kalkylatorn för kalibreringsbesparingar >>

Du behöver inte längre söka efter en ny kalibrator!

Var hittar du den där drömkalibratorn som motsvarar alla förväntningar som räknades upp här ovan?

Jag är glad att du frågade! :-)

Kolla in Beamex MC6-familjens kalibratorer – en serie avancerade, verkligt multifunktionella kalibratorer designade för att digitalisera och revolutionera ditt kalibreringsarbete!

Till Beamex MC6-familjen hör:

• MC6 Avancerad fältkalibrator och kommunikator: En allt-i-ett-lösning för mångsidig fältkalibrering. Den kombinerar avancerad processkalibreringsfunktionalitet med en inbyggd kommunikator, vilket gör den perfekt för mobila kalibreringsuppgifter. Dess höga noggrannhet och robusta design säkerställer pålitlig prestanda under olika fältförhållanden.
• MC6-Ex Egensäker avancerad fältkalibrator och kommunikator: Säker och pålitlig för farliga områden. Den är designad för att uppfylla strikta säkerhetsstandarder och säkerställer exakt kalibrering i potentiellt explosiva miljöer. MC6-Ex är oumbärlig för industrier som kräver strikta säkerhetsprotokoll.
• MC6-T Multifunktionell temperaturkalibrator och kommunikator: Specialiserad på exakt temperaturkalibrering. Den erbjuder unika funktioner för noggranna och automatiserade temperaturmätningar, vilket gör den oumbärlig för temperaturkritiska applikationer. Dess multifunktionalitet och användarvänlighet gör den till ett värdefullt verktyg för alla kalibreringsuppgifter.
• MC6-WS Avancerad verkstadskalibrator och kommunikator: Optimerad för omfattande verkstadskalibrering. Den erbjuder omfattande kalibreringsmöjligheter i en stationär setup, vilket gör den perfekt för detaljerade och rutinmässiga kalibreringsuppgifter i verkstaden. Dess höga noggrannhet och automatiserade funktioner ökar effektiviteten och tillförlitligheten.

Vanliga funktioner och fördelar med MC6-familjen:

• Multifunktionalitet: Kalibrera tryck, temperatur, elektriska signaler, m.m.
  • Fördelar: Minskar behovet av flera enheter, förenklar din uppsättning av verktyg och sparar utrymme. Bär mindre!
• Hög noggrannhet: Säkerställ exakt kalibrering med branschledande prestanda.
  • Fördelar: Uppnår pålitliga och konsekventa resultat som uppfyller strikta industristandarder.
• Användarvänligt gränssnitt: Navigera enkelt med en intuitiv pekskärm.
  • Fördelar: Sparar tid och minskar utbildningskrav, vilket gör användningen av kalibratorn lättare för teknikerna.
• Dokumentation: Dokumentera dina kalibreringar automatiskt.
  • Fördelar: Förenklar efterlevnad och rapporteringsprocesser, minskar manuell datainmatning och potentiella fel.
• Hållbar design: Byggd för att klara krävande miljöer.
  • Fördelar: Ökar livslängd och tillförlitlighet, vilket ger en robust lösning för användning i fält och i verkstad.

Kalibreringsmjukvara

Kombinera en kalibrator från MC6-familjen med vår kalibreringsmjukvara för ett helt digitaliserat och papperslöst kalibreringsekosystem.

• Beamex CMX Kalibreringsmjukvara: Hantera dina kalibreringsdata effektivt och automatisera processer och generera rapporter med lätthet.
• Beamex LOGiCAL Kalibreringsmjukvara: Molnbaserad kalibreringsprogramvara för enkel åtkomst och hantering av dina kalibreringsdata när som helst, var som helst.

Redo att ta nästa steg?

Redo att ta nästa steg och uppgradera din kalibreringsprocess? Såhär kommer du igång:

• Boka ett möte: Schemalägg ett möte med våra experter för att diskutera dina specifika kalibreringsbehov och hitta de bästa lösningarna.
• Begär en demo: Upplev MC6-familjen i aktion genom att begära en demo-session, antingen live eller online.
• Kontakta oss: Ta kontakt med vårt team för eventuella frågor eller för att få en personlig offert.

I den här bloggposten kommer jag att ta en snabb titt på termoelement och särskilt på det kalla lödstället och de olika kompensationsmetoderna för det kalla lödstället.

Under alla år som jag har arbetat med kalibrering av processinstrument är det ofta förvånande att även personer som arbetar mycket med termoelement inte alltid vet hur de, och särskilt det kalla lödstället/referenspunkten, fungerar och därför kan det ske misstag i mätningarna och kalibreringarna.

För att kunna diskutera det kalla lödstället behöver vi först ta en snabb titt på termoelementsteorin och hur ett termoelement fungerar.

Jag kommer inte att gå jättenoga in på den teoretiska vetenskapen utan håller mig mer till de praktiska aspekterna, de saker man bör känna till då man arbetar med mätningar och kalibreringar av termoelement i en typisk processanläggning.

Ladda ner den här artikeln kostnadsfritt som en PDF:

Terminologi: det kalla lödstället eller referenspunkten

Då man pratar om termoelement används både termen "det kalla lödstället" och termen "referenspunkten", men det verkar som om folk oftare använder "det kalla lödstället" så jag kommer att använda den termen i den här texten.

Termoelement

Termoelement är mycket vanliga temperatursensorer i processanläggningar. Termoelement har en del fördelar som gör att de används i stor utsträckning. De kan användas för att mäta höga temperaturer, mycket högre än med RTD-sensorer (Resistance Temperature Detector/Motståndstemperaturdetektor). Termoelementet är också en väldigt tålig sensor så det går inte lätt sönder. Trots att termoelement inte är lika precisa som RTD-sensorer är de tillräckligt precisa i många tillämpningar. Termoelement är också relativt billiga sensorer och mätkretsen för termoelementet kräver inte drivström såsom en RTD-krets gör, så kretsen är i det avseendet enklare att skapa. Det finns många olika typer av termoelement optimerade för olika tillämpningar.

Det verkar som om en termoelementsensor är mycket enkel att använda – bara två ledningar – vad kan möjligen gå fel?

Men med det kalla lödstället och alla anslutningar i mätkretsen i beaktande, är det inte alltid så enkelt som det verkar.

Vi ska snart diskutera det kalla lödstället men innan det några ord om termoelementsteorin för att bättre förstå diskussionen om det kalla lödstället.

Hur fungerar ett termoelement?

Låt oss ta en titt på hur ett termoelement fungerar. Ett termoelement består av två ledningar gjorda av olika elektriska ledare som är anslutna vid ena änden (den "varma" änden). Detta är änden man vill använda för att mäta temperaturen.

Detta upptäcktes redan år 1821 av Thomas Johann Seebeck och när anslutningspunkten av dessa ledningar utsätts för olika temperaturer kommer det att genereras en termoelektrisk ström. Detta orsakar en liten spänning mellan trådarna i den öppna änden. Spänningen beror på temperaturen och materialet på de ledningar som används. Denna effekt kallas Seebeck-effekten.

En förenklad principbild av ett termoelement:

Se ovanstående bild: "Termoelementmaterial 1 och 2" representerar de två olika materialen som termoelementet är tillverkat av. "T1" är termoelementets varma ände, det vill säga punkten som används för att mäta temperaturen. De två "Tcj" är temperaturerna för de kalla lödställena.

Den ovanstående förklaringen är något förenklad eftersom termospänningen faktiskt genereras av temperaturgradienterna i termoelementledningen, hela vägen mellan de "varma" och "kalla" lödställena. Så det är inte själva anslutningspunkterna som faktiskt genererar spänningen utan temperaturgradienten längs ledningen. Det är lättare att förstå detta genom att tänka att termospänningen genereras i lödställena, både i de varma och de kalla. Kanske kan en mer vetenskaplig förklaring av termoelementsteorin ges senare i något annat inlägg, men just nu håller vi oss till de praktiska aspekterna.

Termoelementtyper och tillverkningsmaterial

Det tillverkas många olika typer av termoelement gjorda av olika material och legeringar. Olika material kommer att orsaka olika känslighet och olika mängd termospänning som genereras vid samma temperatur samt påverka andra egenskaper såsom maximal temperatur.

Flera olika typer av termoelement har standardiserats och man har namngett de specificerade material som används. Namnen är vanligtvis mycket korta, ofta bara en bokstav såsom typ K, R, S, J, etc.

Några av de vanligaste termoelementen och deras material listas i tabellen nedan:

Ledningsfärger

Den goda nyheten är att termoelementledningarna är färgkodade för enklare igenkänning.

Den dåliga nyheten är att det finns många olika standarder för färgkoderna och de skiljer sig åt.

De huvudsakliga standarderna är IEC60584-3 (Internationell) och ANSI (USA) men det finns också många andra standarder, såsom japanska, franska, brittiska, nederländska, tyska, etc. Så tyvärr är det lite komplicerat att känna igen typen med hjälp av färgen.

Termoelementets termospänning

Eftersom olika termoelement är tillverkade av olika material varierar även termospänningen, vilket illustreras i bilden nedan. Spänningen som genereras varierar mycket beroende på vilken typ som används trots att temperaturen är den samma.

Om man vill mäta en låg temperatur är det förstås bättre att använda de mer känsliga typerna eftersom de ger en högre spänning som är lättare att mäta. Men om man behöver mäta höga temperaturer måste man välja några av de mindre känsliga typerna som klarar av höga temperaturer.

Seebeck-koefficienten talar om hur mycket termoelementets spänning förändras i och med en temperaturförändring. Mer om det senare.

Bilden ovan som illustrerar de olika känsligheterna hos olika termoelement förklarar också varför en termoelementkalibrator vanligtvis har olika noggrannhetsspecifikationer för olika termoelementtyper. En mätanordning eller kalibrator har normalt spänningsmätnoggrannheten specificerad i en spänningsenhet. Till exempel kan den ha en noggrannhet på 4 mikrovolt. Denna noggrannhet på 4 mikrovolt motsvarar en annan temperaturnoggrannhet beroende på termoelementtypen, detta på grund av de olika termoelementkänsligheterna.

Mätanordnings-/Kalibratorexempel 

Låt oss titta på de två ytterligheterna: typ E och typ B vid en temperatur på 200 °C. Känsligheten (Seebeck-koefficienten) för typ E vid 200 °C är ungefär 74 µV/°C medan koefficienten för typ B vid 200 °C är ungefär 2 µV/°C. Så skillnaden på dessa två är 37 gånger.

Om en mätanordning exempelvis kan mäta med en elektrisk noggrannhet på 4 µV, betyder det att den har en noggrannhet på cirka 0,05 °C (4 µV delat med 74 µV/°C) för typ E vid 200 °C och en noggrannhet på 2 °C (4 µV delat med 2 µV/°C) för typ B vid 200 °C.

Så vi kan förstå varför det ofta finns väldigt olika noggrannhetsspecifikationer för en termoelementmätanordning/kalibrator för olika termoelementtyper.

Kalibratornoggrannhet

Om man ser på ett dokument med data för en temperaturkalibrator och den har samma noggrannhetsspecifikation för alla termoelementtyper - var aktsam! Normalt sett innebär detta att specifikationerna/dokumentet har gjorts av marknadsföringsavdelningen och inte av den tekniska avdelningen... ;-)

Detta är helt enkelt inte särskilt realistiskt.

Standarder

Det finns också vissa standarder (till exempel AMS2750E) som kräver samma noggrannhet för alla termoelementtyper. Detta är inte särskilt logiskt i praktiken på grund av den enorma skillnaden i känslighet för olika typer.

Seebeck-koefficienter

Jag har redan tidigare nämnt Seebeck-koefficienten. Detta är termoelementets känslighet, det vill säga det förklarar hur mycket spänning som genereras beroende på en temperaturförändring.

Nedan visas Seebeck-koefficienterna för olika termoelement:

Det kalla lödstället

Nu ska vi behandla det "kalla lödstället"...

Tidigare visade jag en bild av den förenklade termoelementprincipen som visar att termospänningen genereras i den ”varma” ändens anslutning där de två olika ledarna är anslutna. Den viktiga fråga man bör ställa här är: Men vad händer med den andra änden av ledningarna?

Vilken bra fråga! Jag är glad att du ställde den... ;-)              

Då man mäter spänningen på termoelementet kan man koppla termoelementledningarna till en multimeter - enkelt eller hur? Inte riktigt! Anslutningsmaterialet på multimetern är vanligtvis förgyllt eller gjort av koppar så det är ett annat material än materialet på termoelementet vilket innebär att man skapar två nya termoelement i multimeteranslutningarna!

Vi ska illustrera detta med en bild:

På bilden ovan är material 1 och material 2 de två termoelementmaterialen som bildar termoelementet. Den ”varma änden” är den punkt där de är sammansvetsade och det är den punkten som mäter processtemperaturen. Det är här spänningen U1 genereras och det är precis U1-spänningen vi vill mäta. Vid punkterna för ”det kalla lödstället” är termoelementet anslutet till spänningsmätaren som har anslutningar tillverkade av olika material, material 3. I dessa anslutningar genereras termospänningarna U2 och U3. Vi vill inte mäta U2- och U3-spänningarna, så vi vill bli av med dem eller kompensera för dem.

Som vi kan se på bilden ovan mäter man faktiskt spänningen från tre (3) termoelement som är kopplade i serie. Man skulle självklart bara vilja mäta spänningen/temperaturen vid det ”varma” lödstället och inte de andra två ställena.

Vad ska man göra?

Man måste på något sätt eliminera eller kompensera för termoelementen som skapats i de kalla lödställena. Det finns olika sätt att göra det på. Vi ska behandla dem härnäst.

Alternativ för det kalla lödstället och kompensationsmetoder

1. Det kalla lödstället i ett isbad

En termoelementanslutning genererar ingen termospänning när temperaturen den befinner sig i är 0°C (32°F). Så man kan placera det kalla lödstället i den temperaturen, till exempel i ett isbad eller ett exakt temperaturblock. Man kan ansluta termoelementledningarna till kopparledningar i isbadet och det genereras ingen termospänning i den anslutningen. Då behöver du inte alls oroa dig för det kalla lödstället.

Anslutningarna måste vara elektriskt isolerade från vattnet i isbadet för att undvika att eventuella läckströmmar orsakar fel eller eventuellt korrosion.

Detta är ett mycket exakt sätt och det är något kalibreringslaboratorier vanligtvis gör. Det är dock inte särskilt praktiskt på en processanläggning så det används normalt inte där.

Exempel:

Som man kan se på bilden är termoelementet typ N anslutet. Spänningsmätaren visar 20808 µV. Vad är den uppmätta temperaturen?

E = EN(tU1) – EN(tr)

Där:

E = uppmätt spänning = 20808 µV

EN(tU1) = spänning genererad vid det varma lödstället

EN(tr) = spänning genererad vid det kalla lödstället/referenspunkten = 0 µV (IEC 60584 typ N, 0 °C)

EN(tU1) = E + EN(tr) = 20808 µV + 0 µV = 20808 µV = 605 °C (IEC 60584 typ N, 20808 µV)

Så temperaturen är 605 °C.

2. Det kalla lödstället i en känd, fast temperatur 

Eftersom ett isbad anses vara opraktiskt kan man också ha det kalla lödstället i någon annan känd, fast temperatur. Man kan ha en liten anslutningsbox med temperaturkontroll som ständigt håller boxen på en viss temperatur. Vanligtvis är temperaturen högre än omgivningstemperaturen, så boxen behöver bara värmas, inte kylas.

När man vet temperaturen som det kalla lödstället är i och även känner till termoelementtypen kan man beräkna och kompensera för det kalla lödställets termospänning.

Många mätanordningar eller temperaturkalibratorer har en funktion där man kan ange temperaturen för det kalla lödstället och enheten kommer att göra alla beräkningar och utföra kompensationen.

Exempel:

Som man kan se på bilden är termoelementet typ N anslutet. Spänningsmätaren visar 19880 µV. Temperaturen på det kalla lödstället/referenspunkten är 35 °C. Vad är den uppmätta temperaturen?

E = EN(tU1) – EN(tr)

Där:

E = uppmätt spänning = 19880 µV

EN(tU1) = spänning genererad vid den varma änden

EN(tr) = spänning genererad vid det kalla lödstället/referenspunkten = 928 µV (IEC 60584 typ N, 35 °C)

EN(tU1) = E + EN(tr) = 19880 µV + 928 µV = 20808 µV = 605 °C (IEC 60584 typ N, 20808 µV)

Så den uppmätta temperaturen är 605 °C.

Observera att termoelementberäkningar alltid måste göras i spänningsenhet. Ett vanligt fel är att leta efter tabellvärdet för den uppmätta spänningen och lägga till temperaturen på det kalla lödstället. I det här fallet, enligt IEC 60584-standarden, är den motsvarande temperaturen för det uppmätta 19880 µV 581,2 °C. Beräkning med temperaturvärden skulle ge 581,2 °C + 35 °C = 616,2 °C. Det är ett fel på +11,2 °C.

3. Mät temperaturen på det kalla lödstället

Fastän man inte justerar temperaturen på det kalla lödstället som i det tidigare exemplet kan man ändå mäta temperaturen på det kalla lödstället med en temperaturprob. Man kan sedan kompensera för effekten av det kalla lödstället men kompensationen är lite mer komplicerad eftersom man måste mäta temperaturen på det kalla lödstället hela tiden och, baserat på termoelementtypen, göra beräkningar för att ta reda på effekten av det kalla lödstället.

Lyckligtvis har många temperaturkalibratorer en funktion där man kan använda en temperaturprob för att mäta temperaturen på det kalla lödstället och enheten utför alla kompensationer och beräkningar automatiskt.

4. Mätanordningens automatiska onlinekompensation

Jag nämnde att föregående exempel var komplicerat eftersom man behöver beräkna kompensationen hela tiden men man kan även låta mätanordningen göra det automatiskt. Mätanordningen (antingen en sändare, DCS-ingångskort eller temperaturkalibrator) kan mäta temperaturen på det kalla lödstället hela tiden och automatiskt utföra en onlinekompensation av felet vid det kalla lödstället. Eftersom mätanordningen också känner till termoelementtypen (man väljer det i menyn) kan den utföra kompensationen automatiskt och kontinuerligt.

Detta är naturligtvis det enklaste och mest praktiska sättet att kompensera för det kalla lödstället vid vanliga mätningar och kalibreringar eftersom man då inte behöver oroa sig för det kalla lödstället och kan låta utrustningen ta hand om det. Man kopplar helt enkelt in termoelementledningen i enheten.

Beamex temperaturkalibratorer stöder också den här typen av automatisk kompensation.

Ladda ner en kostnadsfri vitbok

Här kan man ladda ner denna artikel som en PDF kostnadsfritt:

Relaterade Beamex-produkter

Ta gärna en titt på Beamex MC6-T temperaturkalibrator. Den kan även användas för att kalibrera termoelement och har automatisk kompensation för det kalla lödstället. Den har också en mångsidig anslutning där man kan ansluta olika termoelementkontakter eller bara termoelementledningar.

Ta också en titt på Beamex MC6 kalibrator som referens.

Temperaturkalibrering: eLearning

Kostnadsfri eLearning-kurs om industriell temperaturkalibrering.

Bemästra temperaturkalibrering med denna kostnadsfria och omfattande eLearning-kurs från Beamex. Fördjupa dina kunskaper, besvara frågorna korrekt och få ditt certifikat!

Läs mer och anmäl dig >

Vad innebär metrologisk spårbarhet vid kalibrering och hur är man spårbar?

Vid kalibrering är metrologisk spårbarhet en grundläggande faktor. Om de kalibreringar man utför på en anläggning inte är spårbara, vet man inte om de är korrekta eller ej, och då är det egentligen onödigt att utföra dem. 

I praktiken kan man stöta på termer som "kalibreringsspårbarhet", "mätningsspårbarhet" eller ibland bara ordet "spårbarhet", även om det formellt sett är mest korrekt att tala om "metrologisk spårbarhet". Att bara använda ordet "spårbarhet" kan orsaka förvirring eftersom det också kan hänvisa till flera andra sammanhang som materialspårbarhet, dokumentspårbarhet, kravspårbarhetsmatris osv.

I USA är "NIST-spårbarhet" förmodligen det mest använda begreppet. NIST (National Institute of Standards and Technology) har antagit VIM:s (International Vocabulary of Metrology) internationella definition av metrologisk spårbarhet, vilken förklaras i följande kapitel här nedan.

Vi ska först ta en titt på den formella definitionen av metrologisk spårbarhet och sedan diskutera vad man behöver göra för att kunna hävda att kalibreringarna i en anläggning är spårbara.

Ladda ner denna kostnadsfria artikel som en PDF genom att klicka på bilden nedan:

Formell definition av spårbarhet

Den formella definitionen av metrologisk spårbarhet:

Egenskap hos ett mätresultat där resultatet kan hänvisas till en referens genom en dokumenterad obruten kedja av kalibreringar där varje kalibrering bidrar till mätosäkerheten.

Denna definition är baserad på den officiella definitionen i de standarder som listas i avsnittet "Användbara referenser" i slutet av den nedladdningsbara vitboken.
Den här definitionen innehåller många tekniska termer så jag vill förenkla den till en nivå som är mer praktisk och lättare att förstå.

Bild 1. Den metrologiska spårbarheten vid kalibrering kan presenteras som en pyramid. Pyramiden illustrerar hur de olika nivåerna i spårbarheten är placerade. Eftersom alla processinstrument befinner sig på den lägsta nivån är deras spårbarhet beroende av alla nivåer ovanför.

Kalibrerings-/Metrologisk spårbarhetskedja i praktiken 

Vi ska ta en titt på vad den metrologiska spårbarheten och spårbarhetskedjan i en typisk processanläggning innebär i praktiken, sett från botten till topp:

• I en anläggning finns det många processinstrument, som regelbundet kalibreras med en processkalibrator eller liknande mätstandard.
• Processkalibratorn skickas vanligtvis till ett externt kalibreringslaboratorium för kalibrering, förutsatt att laboratoriet är den högsta nivån av referensstandard i anläggningen. Alternativt kan processkalibratorn också kalibreras internt i anläggningen med hjälp av en referensstandard på en högre nivå.
• Anläggningens högsta nivå av referensstandard(er) skickas till ett externt kalibreringslaboratorium, helst ett ackrediterat sådant, för kalibrering.
• Det externa kalibreringslaboratoriet kalibrerar sina referenser för att säkerställa spårbarhet till det nationella kalibreringslaboratoriet eller liknande.
• De nationella kalibreringslaboratorierna samarbetar med internationella laboratorier och gör internationella jämförelser med varandra för att säkerställa att deras kalibreringar är på samma nivå.
• De internationella laboratorierna baserar sina mätningar på internationella jämförelser, internationella definitioner och realiseringen av det Internationella måttenhetssystemet (SI-systemet).

Bild 2. Den metrologiska spårbarheten vid kalibrering kan också presenteras som en kedja. Kedjan illustrerar väl det faktum att allt som hänger under en viss länk inte är spårbart om den länken är bruten.

Ju högre upp i kedjan man går, desto mindre är osäkerheten eller på ett annat sätt sagt, desto bättre är noggrannheten. Det ovanstående förenklade exemplet visar i praktiken hur en processmätning, som görs i en anläggning, är spårbar upp till en internationell nivå genom en obruten kedja av mätningar. Det gamla välanvända uttrycket "en kedja är aldrig starkare än sin svagaste länk" stämmer verkligen här. Om någon länk i kedjan saknas (eller är förfallen), har alla mätningar under den nivån ingen spårbarhet och kan vara felaktiga.
Det finns villkor som måste uppfyllas innan man kan säga att processmätningarna är spårbara, mer om det i de kommande kapitlen.

När kan du påstå att din mätning är spårbar?

Regelbundna kalibreringar

Alla kalibreringar i spårbarhetskedjan måste utföras regelbundet. Det räcker inte att man har kalibrerat sin referensstandard en gång och sedan fortsätter använda den i åratal utan omkalibreringar. Kalibreringen av vilken mätanordning som helst förblir giltig endast under en specificerad tidsperiod. Därför förfaller spårbarheten då kalibreringen förfaller.

Varje steg måste dokumenteras

Varje kalibrering i spårbarhetskedjan måste dokumenteras. Det innebär naturligtvis att kalibreringsresultaten dokumenteras i kalibreringscertifikatet men även att kalibreringsproceduren utförs enligt en skriftlig procedur i enlighet med företagets kvalitetssystem. Det är ganska tydligt att en kalibrering utan ett kalibreringscertifikat inte är en ordentlig kalibrering och definitivt inte en spårbar kalibrering. Det är också bra att minnas, att om kalibreringen utförs utan dokumenterade procedurer i en miljö utan ett kvalitetssystem, är kalibreringen inte pålitlig och kan inte heller bevisas vara spårbar.

Varje steg måste inkludera mätosäkerhet

Som definitionen säger är det också viktigt att varje kalibreringssteg i spårbarhetskedjan har dokumentation som är relaterat till mätosäkerheten. 

Om mätorsäkerheten saknas i kalibreringen kan man inte påstå att den är spårbar. Huvudorsaken är att om man inte vet och inte dokumenterar osäkerheten kan man kalibrera en exakt mätutrustning med en som är mindre exakt. Eller att kalibreringsproceduren orsakar en sådan stor osäkerhet att kalibreringen varken är bra eller spårbar.

Kalibreringar i en anläggning

Vanligtvis är de interna kalibreringsaktiviteterna i processanläggningar inte ackrediterade, vilket innebär att de inte kan framställa ett ackrediterat kalibreringscertifikat. Detta är helt acceptabelt, i de flesta fall är det varken rimligt eller nödvändigt med ackreditering. Visst kan man använda en extern ackrediterad kalibreringstjänst som kommer och utför kalibreringen av dina processinstrument, men i praktiken är det i de flesta fall överflödigt. Detta förutsätter att anläggningen följer ett kvalitetssystem såsom kvalitetsstandarden ISO 9001. I vissa reglerade branscher eller vid kritiska mätningar kan den ackrediterade kalibreringen av processinstrumenten vara värt den extra ansträngningen. I de interna kalibreringarna i anläggningen kan man överföra spårbarheten från en referens till nästa eller till processinstrumenten. Detta kan även göras flera gånger på flera nivåer. Detta gäller under förutsättning att de grundläggande kraven uppfylls, såsom, men inte begränsat till, följande:

• kalibreringsresultaten dokumenteras med certifikat
• det finns tillräckligt med procedurer för hur kalibreringen ska utföras
• det finns ett kvalitetssystem
• arbetstagarnas utbildning och kompetens är tillräckliga och dokumenterade i protokoll
• osäkerheten för kalibreringen är känd och dokumenterad

Extern kalibrering – ackrediterad eller inte?

För att få spårbarhet till en anläggning bör man skicka sina referensstandard(er) till ett externt kalibreringslaboratorium för kalibrering. Det rekommenderas starkt att använda ett ackrediterat kalibreringslaboratorium. Det är inte obligatoriskt att använda ett ackrediterat laboratorium men om man använder ett icke-ackrediterat laboratorium måste man själv säkerställa (granska) att laboratoriet är spårbart, detta innebär exempelvis, men är inte begränsat till, följande:

• spårbarheten för laboratoriet är dokumenterad
  
• dess kvalitetssystem och korrekta procedurer är i fungerande skick
  
• arbetstagarnas kompetens är tillräcklig
  
• osäkerheten för kalibreringen beräknas korrekt
  
• osäkerheten för kalibreringen är lämplig för användningsområdet

För att få all nödvändig information krävs det att personen som utför granskningen av laboratoriet är ytterst kompetent. Om det är ett ackrediterat laboratorium vet man att kompetenta revisorer regelbundet granskar laboratoriet och ser till att allt är i sin ordning. Så att använda ett ackrediterat kalibreringslaboratorium gör allt mycket enklare.

Det finns ändå en sak som alltid bör skötas av den ansvarige och det är den sista punkten i listan ovan – man måste försäkra sig om att laboratoriets osäkerhet är lämplig för ens referens och behov. Jag har sett fler än en gång ackrediterade kalibreringscertifikat där den totala osäkerheten för kalibreringen är större än noggrannhets-/osäkerhetsspecifikationerna för den kalibrerade referensen.

Så även om man använder ett ackrediterat kalibreringslaboratorium för att kalibrera sina referenser kan dess osäkerhet möjligtvis vara olämplig för de aktuella behoven. Det är bra att minnas att även om ett kalibreringslaboratorium är ackrediterat innebär det inte att dess osäkerhet är lämplig och tillräckligt liten. Det finns många ackrediterade kalibreringslaboratorier och de har olika osäkerheter som de kan erbjuda. Det är möjligt att få ackreditering för ett kalibreringslaboratorium som har en stor osäkerhet men naturligtvis kommer den osäkerheten att dokumenteras i ett certifikat och i dess ackrediteringsomfattning så det är känt och lätt att få reda på. Hur som helst, när man kalibrerar sina referensstandarder måste man se till att man använder ett laboratorium som kan erbjuda tillräckligt bra osäkerhet beroende på ens behov. Om man använder ett ackrediterat laboratorium kommer man att veta vad osäkerheten för kalibreringen är. Men om man använder ett icke-ackrediterat laboratorium förblir det en hemlighet. Det är viktigt att minnas att det inte är tillräckligt att laboratoriet har goda referensstandarder, allt annat måste också vara i ordning för att kalibreringen ska vara spårbar.

Sammanfattning

Som en kort sammanfattning ska vi ta definitionen av metrologisk spårbarhet och summera vad det betyder i praktiken:

Egenskap hos ett mätresultat där resultatet kan hänvisas till en referens genom en dokumenterad obruten kedja av kalibreringar där varje kalibrering bidrar till mätosäkerheten. 

• inkludera ett kalibreringscertifikat
• inkludera information om vilken referens som används och dess spårbarhet
• utföras enligt dokumenterade procedurer
• utgöra en obruten kedja av kalibreringar
• inkludera mätosäkerhet
• utföras av utbildade och kompetenta resurser
• vara giltig och inte förfallen

Kolla gärna in artikeln Vad är kalibrering på vår hemsida.

Redigering: Definitionen av kelvin har redigerats i och med omdefinieringen av SI-systemet år 2019.

I detta blogginlägg kommer jag att diskutera temperatur, temperaturskalor, temperaturenheter och temperaturenhetsomvandlingar.

Förklaring av bilden ovan

Ovanstående infografik visar en snabb jämförelse mellan temperaturenheter och temperaturer i några vanliga situationer. Så klart kan rumstemperaturen variera och en människas kroppstemperatur är inte alltid 37 °C (98,6 °F). Dessutom beror vattnets kokpunkt på lufttrycket och är inte alltid exakt 100 °C. Men en äkta finsk bastu är alltid åtminstone 100 °C (212 °F) då den är ordentligt uppvärmd... :-)

För en tid sedan skrev jag ett blogginlägg om tryckenheter och jag tänkte att det skulle vara en bra idé att skriva ett liknande inlägg om temperaturenheter och hur man omvandlar dem. Låt oss först ta en snabb titt på vad temperatur riktigt är, sedan se på några av de vanligaste temperaturenheterna och slutligen behandla omvandlingen mellan dem.

Innehållsförteckning 

• Vad är temperatur?
• Så, vad är varmt och vad är kallt?
• Internationella temperaturskalor
• Temperaturenheter
  • Kelvin (K)
  • Celsius (°C)
  • Fahrenheit (°F)
  • Rankine (°R, °Ra)
  • Réaumur (°Ré, °Re)
• Omvandling mellan temperaturenheter
• Cgs temperaturenhet
• Temperaturenhetsomvandlare
• Beamex produkter för temperaturkalibrering

Det finns en temperaturenhetsomvandlare på vår hemsida, klicka på länken nedan för att besöka den:

Ladda ner denna artikel som en PDF-fil gratis genom att klicka på bilden nedan (EN):

Vad är temperatur?

Temperatur är en intensiv storhet och beskriver energitillståndet på materia. All materia består av atomer och molekyler som är i ständig rörelse, vibrerande eller roterande. För att förenkla ett svårt ämne kan man säga att ju mer atomerna och molekylerna rör på sig, desto högre temperatur har materian. Temperaturen på ett objekt kan definieras av den genomsnittliga kinetiska energin på dess atomer och molekyler vilket är en definition på temperatur som vi kan förstå relativt lätt. Kelvin är enheten för en grundläggande fysisk storhet som kallas termodynamisk temperatur (T) och definieras sedan 2019 med Boltzmanns konstant.

Så, vad är varmt och vad är kallt?

Detta är ganska relativt så termerna ”varmt” och ”kallt” är inte särskilt exakta eller vetenskapliga. Så vi behöver ett mer specifikt sätt att visa temperaturen. Flera olika temperaturskalor och enheter har utvecklats under de senaste århundradena. Och eftersom olika skalor har använts i olika delar av världen så är flera olika skalor ännu i bruk. De faktiska specifikationerna på några av de gamla temperaturskalorna var från början inte särskilt exakta (t.ex. människans kroppstemperatur) men senare skapades specifika och exakta referenspunkter och specifikationer.

För höga temperaturer finns det egentligen ingen gräns och det är möjligt att gå upp till en väldigt hög temperatur. Exempelvis är temperaturen på solens yta 5 800 kelvin medan temperaturen inuti solen kan stiga till 13,6 miljoner kelvin.

Men för de lägre temperaturerna finns det en väldigt specifik gräns, nämligen den absoluta nollpunkten vilken är den lägsta möjliga temperaturen. Den absoluta nollpunkten är ett teoretiskt tillstånd som kanske aldrig kan uppnås. Teoretiskt sett skulle atomernas rörelse upphöra nästan helt och hållet och endast behålla kvantmekanisk nollpunktsenergi. Den absoluta nollpunkten är lika med 0 kelvin, -273,15 °C eller -459,67 °F. I yttre rymden är temperaturen ganska låg och genomsnittstemperaturen på universum är lägre än 3 kelvin.

Härnäst ska vi ta en titt på några av de vanligaste temperaturskalorna och enheterna.

Internationella temperaturskalor

Termodynamisk temperatur är väldigt svårt att mäta och fler internationella temperaturskalor för praktiska mätningar har publicerats:

• ITS-27; Internationell temperaturskala från 1927
• IPTS-48; Internationell praktisk temperaturskala från 1948
• IPTS-68; Internationell praktisk temperaturskala från 1968
• ITS-90; Internationell temperaturskala från 1990

Ytterligare skalor har också använts, till exempel PLTS-2000 för förbättrade mätningar av väldigt låga temperaturer inom området 0.9 mK...1K (Provisorisk lågtemperaturskala från 2000).

Enligt en internationell överenskommelse är den nuvarande ITS-90-skalan baserad på den tidigare nämnda termodynamiska temperaturen (T). Skalan definierar kalibreringsmetoderna för en speciell typ av termometrar på så sätt att resultaten är exakta och repeterbara i hela världen. Dessutom tror man att de numeriska värdena är så nära den faktiska termodynamiska temperaturen (T) som möjligt vid den tidpunkten. Metoderna för att realisera temperaturskalan ITS-90 inkluderar fasta punkter och funktioner för att interpolera temperaturerna mellan de fasta värdena.

De fasta punkterna i ITS-90-skalan är som följer:

Temperaturenheter

SI-enheten för temperatur – Kelvin (K)

Kelvin är basenheten för temperatur i det internationella måttenhetssystemet (SI-systemet). Förkortningen för kelvin är K (utan att lägga till ”grader” eller gradtecken). Enheten kelvin presenterades för första gången av William Thomson (Lord Kelvin) år 1848.

Kelvinskalan utvecklades ursprungligen genom att man förflyttade startpunkten på Celsiusskalan till den absoluta nollpunkten. I och med omdefinieringen av SI-systemet år 2019 har kelvinskalan definierats genom att fixera det numeriska värdet av Boltzmanns konstant till 1.380649×10−23 J⋅K−1.

Kelvin används ofta inom vetenskap och teknik. Det används dock inte så mycket i vardagen. Symbolen för kelvintemperaturen enligt ITS-90 är den versala bokstaven T₉₀ .

Celsius (°C)

Celsius är för närvarande en härledd enhet för temperatur i SI-systemet, där kelvin är basenheten. Förkortningen för Celsius är °C (grader Celsius), och storleken på en Celsiusgrad är samma som för en kelvin. Enheten och den faktiska Celsiusskalan presenterades först av svensken Anders Celsius år 1742. De två huvudreferenspunkterna för Celsiusskalan var vattnets fryspunkt (eller isens smältpunkt), som definierades som 0 °C, och vattnets kokpunkt, som definierades som 100 °C.

Smältpunkten för is är en relativt exakt specifikation (förutsatt att man har renad is och den är ordentligt omrörd), men koktemperaturen för vatten är i praktiken inte en så exakt temperatur eftersom koktemperaturen i hög grad beror på atmosfärstrycket. Eftersom Celsius är en SI-enhet härledd från kelvin är den också kopplad till ITS-90, och dess symbol är den gemena bokstaven t₉₀. När det gäller ITS-90 är smältpunkten för is något under 0 °C och kokpunkten för vatten vid normalt atmosfärstryck är ungefär 99,974 °C.

Storleken på en Celsiusgrad motsvarar storleken på en kelvin, och 0 K motsvarar -273,15 °C.

Celsiusenheten är bättre lämpad för vardagsbruk än kelvin och är mycket populär globalt, även om den inte används så mycket i USA. En Celsiusgrad kallas ibland också för centigrad.

Fahrenheit (°F)

Förkortningen för enheten Fahrenheit är °F. Fahrenheitskalan introducerades första gången av en holländare vid namn Gabriel Fahrenheit år 1724. De två huvudreferenspunkterna för skalan är vattnets fryspunkt som specificerats som 32 °F och temperaturen på människokroppen som är 96 °F.

I praktiken är det lätt att se att temperaturen på en människokropp inte är en väldigt exakt definition.

Nu för tiden är Fahrenheitskalan omdefinierad så att smältpunkten för is är exakt 32 °F och vattnets kokpunkt är exakt 212 °F. Temperaturen på människokroppen är cirka 98 °F på den modifierade skalan.

I många områden har Fahrenheit ersatts med Celsius som temperaturmåttenhet, men Fahrenheit används fortfarande i USA, i Karibien och även parallellt med Celsius i Australien och Storbritannien.

Rankine (°R, °Ra)

Förkortningen för Rankineskalan är °R eller °Ra. Rankineskalan presenterades av en skotte, William Rankine år 1859, alltså några år efter kelvinskalan. Referenspunkten för Rankineskalan är den absoluta nollpunkten, som är 0 °R, precis som i kelvinskalan.

Storleken på en Rankinegrad är densamma som storleken på en Fahrenheitgrad, men som tidigare nämnts är nollpunkten helt annorlunda.

Vattnets fryspunkt motsvarar 491,67 °Rankine.

Rankine är inte en allmänt använd skala. Den användes inom vissa teknikområden i USA, men NIST rekommenderar inte längre användningen av Rankine.

Réaumur (°Ré, °Re)

Réaumurskalan introducerades av Réne de Réaumur år 1730. Dess referenspunkter är vattnets fryspunkt som är 0 °Ré och vattnets kokpunkt som är 80 °Ré.

Réaumurskalan användes i vissa delar av Europa och Ryssland, men den har mestadels försvunnit under det senaste århundradet.

Omvandlingar mellan temperaturenheter

Tabellen nedan tillhandahåller beräkningsformler för att omvandla temperaturavläsningar från en enhet till en annan.

Cgs-enhet för temperatur

Förkortningen ”cgs” kommer från orden "centimeter-gram-sekund". Som dessa ord antyder är cgs-systemet en variation av det metriska systemet, men i stället för att använda meter använder det centimeter som enhet för längd och i stället för kilogram använder det gram som enhet för massa. Olika mekaniska enheter inom cgs härleds från användningen av dessa cgs-basenheter.

Cgs-systemet är ganska gammalt och har till stor del ersatts först av MKS (meter-kilogram-sekund) -systemet, som sedan har ersatts av SI-systemet. Ibland kan man ändå stöta på cgs-enheter.

Cgs-systemet har inga egna temperaturenheter, så det använder samma temperaturenheter, alltså kelvin, Celsius och Fahrenheit.

Temperaturenhetsomvandlare för enheter

Jag vet att konverteringstabellen ovan kanske inte är den enklaste att använda...

Vi har utvecklat en gratis och användarvänlig temperaturenhetsomvandlare på vår webbplats som man kan använda för att omvandla temperaturer mellan de 5 ovan listade temperaturenheterna. Förhoppningsvis kommer du att ha nytta av denna konverterare.

Här nedan är ett exempel på temperaturomvandlaren då 100 °C konverteras till andra enheter:

Ladda kostnadsfritt ner den här artikeln som en PDF genom att klicka på bilden nedan (EN):

Produkter för kalibrering av temperatur från Beamex

Ta gärna en titt på den nya temperaturkalibratorn Beamex MC6-T. Klicka på bilden nedan för mer information:

Ta gärna en titt på andra temperaturkalibratorer och produkter för temperaturkalibrering som Beamex erbjuder på sin hemsida:

Temperaturkalibrering: eLearning

Gratis eLearning-kurs om industriell temperaturkalibrering.

Bemästra temperaturkalibrering med denna kostnadsfria och omfattande eLearning-kurs från Beamex. Fördjupa dina kunskaper, besvara frågorna korrekt och få ditt certifikat!

Läs mer och anmäl dig >

Jag hoppas att du fann detta inlägg användbart.

Kalibrering av manometer
20 saker man bör tänka på då man kalibrerar manometrar

Manometrar är mycket vanliga instrument inom processindustrin. Precis som med alla mätinstrument måste manometrarna kalibreras med jämna mellanrum för att säkerställa att de är korrekta.  Det finns många saker att ta i beaktande då man kalibrerar manometrar. Den här artikeln listar 20 saker som man bör tänka på då man kalibrerar manometrar. 

Ladda gärna ner detta relevanta white paper här.

Innehåll – 20 saker man bör tänka på

De 20 sakerna som diskuteras i artikeln är som följer:

1.    Noggrannhetsklasser
2.    Tryckmedium
3.    Kontaminering
4.    Höjdskillnad
5.    Läckagetest av rörledningar
6.    Adiabatisk effekt
7.    Vridmoment
8.    Kalibrerings-/monteringsposition
9.    Tryckgenerering
10.    Trycksättning/motionering av mätaren
11.    Avläsning av tryckvärde (upplösning)

Ytterligare ämnen i den kostnadsfria vitboken:

12.    Antal kalibreringspunkter
13.    Hysteres (kalibreringspunkternas riktning)
14.    ”Knackning” av mätaren
15.    Antal kalibreringscykler (repeterbarhet)
16.    Justering/korrigering
17.    Dokumentation – kalibreringscertifikat
18.    Miljöförhållanden
19.    Metrologisk spårbarhet
20.    Osäkerhet vid kalibrering (TUR/TAR)

Vad är tryck?

Innan vi diskuterar de saker man bör ta i beaktande vid kalibrering av manometrar, ska vi ta en snabb titt på några grundläggande koncept.

Vad är tryck? Tryck motsvarar en vinkelrät kraft mot en yta dividerat med den yta den påverkar. Så tryck är lika med kraft per area, eller p = F / A.

Det finns ett stort antal olika tryckenheter som används runtom i världen och detta kan ibland orsaka stor förvirring. Enligt SI-systemet är den tekniska enheten för tryck Pascal (Pa) vilket är en kraft på en Newton per kvadratmeter yta , 1 Pa = 1 N / m². Eftersom Pascal är en väldigt liten enhet används den oftast med koefficienter, såsom hekto, kilo och mega. Ett stort antal olika tryckenheter används runt om i världen. För mer information om tryck och olika tryckenheter samt deras bakgrund, läs gärna blogginlägget Tryckenheter och tryckenhetskonvertering.

För att finna ett konverteringsverktyg för tryckenheter online, besök gärna sidan Tryckenhetsomvandlare.

Trycktyper

Det finns flera olika trycktyper, inklusive manometertryck, absolut tryck, vakuumtryck, differentiellt tryck och barometriskt tryck. Den största skillnaden mellan dessa trycktyper är referenspunkten mot vilken det uppmätta trycket jämförs. Tryckmätare finns också tillgängliga för alla dessa trycktyper. Dessutom finns det kombinationsmätare, inklusive en kombinerad skala för både positivt tryck och vakuum (negativt tryck).

För ytterligare detaljer och mer information om olika trycktyper, läs gärna bloggposten Grunderna i tryckkalibrering – trycktyper (EN).

Manometrar

När man talar om manometrar är det vanligt att hänvisa till analoga tryckmätare som är försedda med en visarnål och en tryckskala. Dessa är vanligtvis tillverkade enligt standarderna EN 837 eller ASME B40.100.

Ofta är den här typen av analoga tryckmätare tillverkad med ett Bourdon-rör, ett membran eller en kapsel. Det finns en mekanisk struktur som flyttar visaren då trycket ökar vilket gör att den rör sig över skalan.

Manometrar är indelade i olika noggrannhetsklasser som definierar mätarens noggrannhet samt andra attribut. De tillgängliga områden för tryck är vanligtvis uppdelade i steg med koefficienterna 1; 1,6; 2,5; 4; 6 som fortsätter till följande tiotal (10, 16, 25, 40, 60) och så vidare. De olika diametrarna på mätartavlorna är vanligtvis 40, 50, 63, 80, 100, 115, 160 och 250 mm (1½, 2, 2½, 4, 4½ och 6 tum). Mer exakta mätare har vanligtvis större diameter.

Tryckanslutningar utgörs vanligtvis av parallella rörgängor (G) enligt ISO 228-1 eller koniska rörgängor (NPT) enligt ANSI/ASME B1.20.1.

Det finns också digitala tryckmätare som har en numerisk tryckindikator i stället för en analog visare. Denna artikel fokuserar på analoga manometrar men de flesta principer är giltiga för båda.

Manometrar används ofta i alla industrier och det är mycket vanligt att de ska kalibreras. Som med alla mätinstrument bör de kalibreras med jämna mellanrum för att försäkra att de mäter rätt. Eftersom mätare är mekaniska instrument, ökar risken för att de avviker i och med mekanisk belastning.

För mer information om varför man ska kalibrera instrument, läs gärna blogginlägget Varför kalibrera (EN)?

För mer information om hur ofta instrument bör kalibreras, läs gärna inlägget Hur ofta bör instrument kalibreras (EN)?

Den grundläggande principen för kalibrering

Om man förenklar principen för en manometers kalibrering, kan man säga att då en manometer kalibreras, ges en exakt och känd tryckinsignal och indikationen läses av på mätaren. Sedan dokumenteras och jämförs dessa. Skillnaden mellan värdena räknas som en felaktighet och detta fel bör vara mindre än den nödvändiga noggrannheten för mätaren.

20 saker man bör tänka på

Det här avsnittet listar de 20 vanligaste sakerna man bör tänka på vid kalibrering av manometrar

Manometrar är tillgängliga i flera olika noggrannhetsklasser. Noggrannhetsklasserna specificeras i standarderna ASME B40.100 (noggrannhetsklasser från 0,1 till 5 % av området) samt i EN 837 (noggrannhetsklasser från 0,1 till 4 % av området). Specifikationen av noggrannhetsklassen är oftast ”% av hela mätområdet” vilket betyder att om noggrannhetsklassen är 1 % och hela mätområdet är noll till 100 psi, då är noggrannheten ± 1 psi.

Man bör se till att man är medveten om noggrannhetsklassen för den manometer som ska kalibreras. Orsaken är att denna naturligtvis kommer att bland annat specificera den acceptabla noggrannhetsnivån men den har även andra inverkningar på kalibreringsproceduren.

2 - Tryckmedium

Vid kalibrering av manometrar är de vanligaste tryckmedierna gas eller vätska. Vid användning av gas är det oftast vanlig luft men i vissa applikationer kan det också vara olika gaser, såsom kväve. Vid användning av vätska är det oftast frågan om vatten eller olja. Tryckmediet under kalibreringen beror på det medium som används i den process som mätaren är ansluten till. Mediet beror också på tryckområdet. Lågtrycksmätare är praktiska att kalibrera med luft/gas men då tryckområdet blir högre är det mer praktiskt och även säkrare att använda vätska som medium.

3 - Kontaminering

Då manometern är installerad i en process använder den en viss typ av tryckmedia vilket bör tas i beaktande vid val av media för kalibreringen. Man bör inte använda ett medium under kalibreringen som kan orsaka problem då mätaren installeras tillbaka i processen. Dessutom kan även processmediet ibland vara skadligt för kalibreringsutrustningen.

Det kan finnas smuts inuti mätaren som kan överföras till kalibreringsutrustningen och skada den. Med en gasdriven mätare kan man använda en smuts-/fuktfälla men en vätskedriven mätare bör man rengöra före kalibrering.

En av de mest extrema processituationerna förekommer om mätaren används för att mäta syretrycket. Om fett kommer in i ett högtryckssyresystem under kalibreringen av mätaren kan det vara väldigt farligt och risk för en explosion.

4 - Höjdskillnad

Om kalibreringsutrustningen och manometern som ska kalibreras är på olika höjd kan det hydrostatiska trycket från tryckmediet i rörledningen orsaka fel. Detta är vanligtvis inte ett problem då gas används som medium eftersom gas är lätt jämfört med vätska. Men då vätska används som medium, kommer vätskan i rörledningen att ha en viss vikt på grund av det hydrostatiska trycket och detta kan orsaka fel. Storleken på felet beror på vätskans densitet och på höjdskillnaden eftersom gravitationen drar in vätskan i slangen. Om det inte är möjligt att ha kalibratorn och mätaren på samma höjd bör effekten av höjdskillnaden beräknas och tas i beaktande under kalibreringen.

Ett exempel på effekten av hydrostatiskt tryck:

Hydrostatiskt tryck beräknas enligt följande:

P_h = ρ g h

Var:

P_h = hydrostatiskt tryck

ρ = vätskans densitet (kg/m³)

g = lokal gravitation (m/s²)

h = höjdskillnad (m)

Exempel: om vatten är mediet (med en densitet på 997,56 kg/m³ ), den lokala gravitationen är 9,8 m/s² och det är en 1 meters (3,3 fot) skillnad mellan enheten som ska mätas och referensutrustningen, kommer detta att orsaka ett fel på 9,8 kPa (98 mbar eller 1,42 psi).

Observera att beroende på trycket som ska mätas kan felet som orsakas av höjdskillnaden vara betydande.

5 - Läckagetest av rörledningar

Om det finns läckor i rörledningarna under kalibreringen kan oförutsägbara fel uppstå. Därför bör ett läckagetest göras före kalibrering. Det enklaste läckagetestet är att trycksätta systemet och låta trycket stabiliseras under en tid, samt kontrollera att trycket inte sjunker för mycket. Vissa kalibreringssystem (tryckregulatorer) kan kanske upprätthålla trycket även vid läckage ifall det har en kontinuerlig styrenhet som justerar trycket. I sådana fall är det svårt att upptäcka läckage så regulatorn bör stängas av för att möjliggöra ett slutet system för läckagetest. Den adiabatiska effekten bör också alltid tas i beaktande i ett slutet system, speciellt med gas som medium vilket förklaras närmare i nästa kapitel.

6 - Adiabatisk effekt

I ett slutet system, med gas som tryckmedium, påverkar gastemperaturen volymen av gas vilket har en påverkan på trycket.

Då trycket ökas snabbt kommer gastemperaturen att stiga och den högre temperaturen gör att gasen expanderar och därmed får en större volym och ett högre tryck.

Då temperaturen börjar sjunka blir gasvolymen mindre och detta gör att trycket sjunker. Detta tryckfall kan verka som en läcka i systemet men det orsakas faktiskt av den adiabatiska effekten på grund av förändringar i gastemperaturen. Ju snabbare trycket ändras desto större är effekten. Tryckförändringen som orsakas av denna effekt kommer gradvis att bli mindre då temperaturen stabiliseras.

Så om man ändrar trycket snabbt, måste man se till att det stabiliseras ett tag innan man gör en bedömning om det finns en läcka i systemet.

Speciellt med vridmomentkänsliga mätare ska man inte använda för mycket kraft då man ansluter tryckanslutningar till mätaren. Följ tillverkarens instruktioner angående det tillåtna vridmomentet. Man bör ta sig tid att använda ordentliga verktyg, lämpliga adaptrar och tätningar.

Eftersom manometrar är mekaniska instrument kommer deras position att påverka avläsningen. Därför rekommenderas det att kalibrera mätaren i samma position som den används i processen. Tillverkarens specifikationer för drift/monteringsposition bör också tas i beaktande.

En typisk specifikation för en monteringsposition är att en förändring på 5 grader i positionen inte bör ändra mätarens avläsning med mer än hälften (0,5 gånger) av noggrannhetsklassen.

För att kalibrera en manometer måste man generera trycket som ska tillämpas till tryckmanometern.

Det finns olika sätt att göra det på: man kan använda en handpump för tryck, en tryckregulator med gasflaska eller till och med en dödviktstestare. En dödviktstestare ger ett mycket exakt tryck och man behöver inte en separat kalibrator för att mäta trycket. En dödviktstestare är dock dyr, inte särskilt flyttbar, kräver mycket uppmärksamhet och är känslig för smuts.

Det är vanligare att använda en handpump för tryckkalibrering för att generera tryck och en noggrann tryckmätningsenhet (kalibrator) för att mäta trycket. En tryckregulator kan också användas för att generera trycket.

På grund av sin mekaniska struktur kommer en tryckmätare alltid att ha en viss friktion i sin rörelse och beteendet kan förändras med tiden. Därför bör man motionera den före kalibrering. Detta bör speciellt göras om tryck inte har tillämpats till mätaren på ett tag. För att motionera mätaren, tillhandahåll det nominella maxtrycket och låt det hållas i en minut, ventilera sedan trycket och vänta en minut. Man ska upprepa detta 2-3 gånger innan man börjar utföra den faktiska kalibreringscykeln.

Skalan på analoga manometrar har begränsad läsbarhet. Den har större och mindre markeringar och det är svårt att exakt avläsa tryckvärde då indikatorn är mellan utmärkningarna. Det är mycket enklare att se då nålen sitter exakt vid en markering. Därför rekommenderas det att justera ingångstrycket så att nålen sitter exakt vid en utmärkning och sedan registrera det motsvarande ingångstrycket. Om man tillhandahåller ett inte helt exakt ingångstryck och sedan försöker avläsa indikatorn, kommer det att orsaka fel på grund av begränsad avläsningsnoggrannhet.

Dessutom är det viktigt att se på indikatorn vinkelrätt mot mätskalan. Många noggranna mätare har en reflekterande spegel längs den yttre delen av skalan, bakom visaren. Spegeln är till hjälp vid avläsningen och man bör läsa på så sätt att nålens spegelreflektion är exakt bakom den riktiga nålen. Då vet man att man tittar vinkelrätt/rakt på mätaren.

Bild: Den vänstra mätaren på bilden nedan är svår att avläsa exakt eftersom indikatorn är mellan markeringarna. Å andra sidan är den högra mätaren enkel att avläsa eftersom det tillämpade trycket är justerat så att pekaren är exakt vid markeringen.

Många noggranna mätare har en reflekterande spegel längs den yttre delen av skalan, med vars hjälp man kan se mätaren vinkelrätt. Detta kan göras då visarens spegelbild är bakom själva visaren eller med hjälp av reflektionen av pekaren.

Återstående ämnen

För att förhindra att det här blogginlägget blir för lång, ladda gärna ner vitboken och läs alla 20 ämnen.

12. Antal kalibreringspunkter
13. Hysteres (kalibreringspunkternas riktning)
14. ”Knackning” av mätaren
15. Antal kalibreringscykler (repeterbarhet)
16. Justering/korrigering
17. Dokumentation – kalibreringscertifikat
18. Miljöförhållanden
19. Metrologisk spårbarhet
20. Osäkerhet vid kalibrering (TUR/TAR)

Ladda gärna ner detta relevanta white paper här.

Relaterade resurser

Beamex-produkter lämpliga för tryckkalibrering, inklusive manometerkalibrering >

Ett online verktyg för omvandling av tryckenheter på Beamex hemsida >

Temperaturmätning är en av de vanligaste mätningarna inom processindustrin.

Varje temperaturmätningsslinga har en temperatursensor som första komponent i slingan. Det betyder att allt börjar med en temperatursensor. Temperatursensorn spelar en avgörande roll för noggrannheten i hela temperaturmätningsslingan.

Precis som vilket instrument som helst som ska vara exakt, måste även temperatursensorn kalibreras regelbundet. Varför skulle man mäta temperaturen om man inte bryr sig i noggrannheten?

I denna blogg kommer jag att behandla kalibrering av temperatursensorer och de vanligaste sakerna man bör överväga då man kalibrerar temperatursensorer.  

Innan vi går in på detaljerna så kan man här se en kort video om hur en temperatursensor kalibreras:

Vad är en temperatursensor?

Låt oss börja med grunderna... genom att diskutera vad en temperatursensor är:

Såsom namnet antyder är en temperatursensor ett instrument som kan användas för att mäta temperaturen. Den har en utsignal som står i proportion till den tillämpade temperaturen. Då sensortemperaturen ändras så ändras också utsignalen i enlighet med detta.

Det finns åtskilliga typer av temperatursensorer som har olika utsignaler. Vissa har en resistansutgång, vissa har en spänningssignal, vissa har en digital signal o.s.v.

I praktiken är signalen från temperatursensorn i industriella applikationer vanligtvis kopplad till en temperaturtransmitter. Transmittern omvandlar signalen till ett format som är lättare att överföra på längre avstånd till styrsystemet (DCS, SCADA). Standardsignalen 4 to 20 mA har använts i årtionden, eftersom strömsignaler kan överföras längre sträckor och strömmen inte ändras fastän det skulle finnas motstånd längs ledningarna. Nuförtiden används transmittrar med digitala eller till och med trådlösa signaler.

Hur som helst, för att mäta temperaturen används temperatursensorn som mätelement.

Mätning av temperatursensorns utsignal

Eftersom de flesta temperatursensorer har en elektrisk utsignal måste nämnda utsignal förstås mätas på något sätt. Med det sagt så måste man ha en mätanordning för att mäta exempelvis utsignalen, resistansen eller spänningen.

Mätenheten visar ofta en elektrisk storhet (resistans, spänning), inte temperatur. Så det är nödvändigt att veta hur man omvandlar den elektriska signalen till ett temperaturvärde.

De flesta standardtemperatursensorer har internationella standarder som anger hur el-/temperaturomvandlingen ska beräknas med hjälp av en tabell eller formel. Om man har en icke-standardsensor kan man behöva få den informationen från sensortillverkaren.

Det finns också mätenheter som visar temperatursensorsignalen direkt som temperatur. Dessa enheter mäter även den elektriska signalen (motstånd, spänning) och har sensortabellerna (eller polynomen/formlerna) inprogrammerade så de omvandlar den till temperatur. Till exempel stöder temperaturkalibratorer vanligtvis de vanligaste sensorerna för RTD (motståndstemperaturdetektor) och termoelement (T/C) som används inom processindustrin.

Hur kalibreras en temperatursensor?

Innan vi behandlar de olika sakerna att ta i beaktande då en temperatursensor kalibreras, ska vi granska den allmänna principen.

För det första, eftersom temperatursensorn mäter temperaturen, måste man ha en känd temperatur som sensorn sänks ner i för att kalibrera den. Det är inte möjligt att ”simulera” en temperatur utan man måste uppnå en äkta temperatur med hjälp av en temperaturkälla.

Man kan antingen generera en exakt temperatur eller så kan man använda en kalibrerad referenstemperatursensor för att mäta den genererade temperaturen. Man kan till exempel sätta referenssensorn och den sensor som ska kalibreras i ett vätskebad (helst omrört) och man kan utföra en kalibrering vid den temperaturpunkten. Alternativt kan ett så kallat torrblock användas som temperaturkälla.

Genom att till exempel använda ett omrört isbad, får man en rätt bra noggrannhet för 0°C (32°F) punktkalibrering.

Vanligtvis används temperaturbad eller torrblock vid industriell och professionell kalibrering. Dessa kan programmeras för att höja eller sänka temperaturen till ett visst börvärde.

I vissa industriella tillämpningar är det vanligt att byta ut temperatursensorer med jämna mellanrum och inte regelbundet kalibrera dem.

Hur temperatursensorer kalibreras – saker att ta i beaktande

Vi ska behandla själva kalibreringen av temperatursensorer och olika saker att ta i beaktande...

Olika sensorer har olika mekaniska strukturer och robusthet.

De mest exakta SPRT-sensorerna (standard platinumresistanstermometer) som används som referenssensorer i temperaturlaboratorier är väldigt ömtåliga. Enligt vårt team i temperaturkalibreringslaboratoriet måste en SPRT-sensor kontrolleras före ytterligare användning ifall den har vidrört något så hårt att det orsakade ett ljud.

Lyckligtvis är de flesta industriella temperatursensorerna robusta och klarar av normal hantering. Det finns vissa industriella sensorer som är gjorda mycket robusta och som då tål ganska tuff hantering.

Men är man osäker på strukturen på sensorn man ska kalibrera är det bättre att ta det säkra före det osäkra.

Det är aldrig fel att hantera en sensor som om den vore en SPRT-sensor.

Förutom mekaniska stötar kan en mycket snabb temperaturförändring ge sensorn en stöt och skada den eller påverka noggrannheten.

Termoelement är vanligtvis inte lika känsliga som RTD-sonder.

2 - Förberedelser

Vanligtvis behöver man inte göra så många förberedelser, men det finns några saker som bör tas i beaktande. För det första bör en visuell inspektion göras för att kontrollera att sensorn och ledningarna ser ok ut och att sensorn inte är böjd eller skadad.

Extern kontaminering kan orsaka problem så det kan vara bra att veta i vilken miljö sensorn har använts och vilken sorts media den har mätt. Man behöver kanske rengöra sensorn före kalibrering, speciellt om man tänker använda ett vätskebad för kalibrering.

Isolationsresistansen hos en RTD-sensor kan mätas före kalibreringen. Detta görs för att se till att sensorn inte är skadad och att isoleringen mellan sensorn och chassit är tillräckligt högt. Ett fall i isolationsmotståndet kan orsaka fel i mätningarna och är ett tecken på en sensorskada.

3 - Temperaturkälla

Som tidigare nämnt, behövs en temperaturkälla för att kalibrera en temperatursensor.

För industriella ändamål används oftast ett temperaturtorrblock. Det är behändigt, flyttbart och vanligtvis tillräckligt exakt.

Vid behov av högre noggrannhet kan ett vätskebad användas. Ett sådant är å andra sidan inte lätt flyttbart men kan användas i laboratorier.

För noll grader används ofta ett omrört isbad. Det är ganska enkelt och prisvärt men ger ändå en bra noggrannhet för nollpunkten.

För de mest exakta temperaturerna används fixpunktceller. Dessa är mycket exakta men också mycket dyra. De används oftast i noggranna (och väl ackrediterade) temperaturkalibreringslaboratorier.

4 - Referenstemperatursensor

Temperaturen genereras med hjälp av någon av de värmekällor som har nämnts i föregående kapitel. Man måste förstås känna till värmekällans temperatur med mycket hög noggrannhet. Torrblock och vätskebad har en intern referenssensor tillgänglig som mäter temperaturen. Men för mer exakta resultat bör man använda en separat och noggrann referenstemperatursensor som utsätts för samma temperatur som sensorn/sensorerna som ska kalibreras. En sådan referenssensor kommer mer exakt att mäta temperaturen som sensorn som ska kalibreras mäter.

Naturligtvis bör referenssensorn ha en giltig och spårbar kalibrering. Det är enklare att skicka i väg en referenssensor för kalibrering än att skicka hela värmekällan (det är också bra att ha temperaturgradienten på temperaturblocket i åtanke om bara referenssensorn kalibreras och inte blocket).

När det handlar om termodynamiska egenskaper bör referenssensorn och sensorn som ska kalibreras vara så lika som möjligt. Detta för att säkerställa att de beter sig på samma sätt under temperaturförändringar.

Referenssensorn och sensorn som ska kalibreras ska båda vara nedsänkta till samma djup i temperaturkällan. Vanligtvis är alla sensorer nedsänkta till botten av ett torrblock. Med mycket korta sensorer blir det svårare eftersom de bara kommer att sjunka ner till ett begränsat djup i temperaturkällan och då bör man se till att referenssensorn är nedsänkt till samma djup. I vissa fall krävs det att en dedikerad kort referenssensor används.

Genom att använda fixpunktceller så behövs inga referenssensorer eftersom temperaturen baserar sig på fysiska fenomen och är mycket exakt till sin natur.

5 - Mätning av temperatursensorns utsignal

De flesta temperatursensorer har en elektrisk utsignal (motstånd eller spänning) som måste mätas och konverteras till temperatur. Så man behöver en enhet som ska användas till mätning. Vissa temperaturkällor har även tillgängliga mätkanaler för sensorerna, både enhet under test (DUT) och referens.

Om man mäter den elektriska utsignalen måste man konvertera denna till temperatur genom att använda internationella standarder. I de flesta industriella fall kommer en mätenhet som själv utför omvandlingarna att användas så man behändigt kan se signalen i temperaturenheten (Celsius eller Fahrenheit).

Vilka medel man än använder för mätningen ska man se till att man känner till enhetens noggrannhet och osäkerhet och kontrollera att den har en giltig och spårbar kalibrering.

6 - Nedsänkningsdjup

Nedsänkningsdjup (hur djupt sensorn sänks ner i temperaturkällan) är en viktig faktor at ta i beaktande då man kalibrerar temperatursensorer.

Vårt team i temperaturkalibreringslaboratoriet har den här tumregeln då de använder ett omrört vätskebad:

• 1% noggrannhet - sänk ner sensorn 5 gånger sin egen diameter + längden på sensorelementet
• 0,01% noggrannhet - sänk ner sensorn 10 gånger sin egen diameter + längden på sensorelementet
• 0,0001% noggrannhet - sänk ner sensorn 15 gånger sin egen diameter + längden på sensorelementet

Värmeledningen i ett omrört vätskebad är bättre än i ett torrblock och nedsänkningsdjupet som krävs är mindre.

För torrblock finns det en Euramet-rekommendation att man ska sänka ner sensorn 15 gånger sin egen diameter plus längden på sensorn. Det betyder alltså att om man har en sensor på 6 mm i diameter som har ett element på 40 mm inuti så sänks den ner 130 mm (6 mm x 15 + 40 mm).

Ibland kan det vara svårt att veta hur långt själva elementet inne i sensorn är men det borde vara listat i sensorspecifikationerna.

Dessutom borde man vara medveten om var sensorelementet är placerat (det finns inte alltid i själva spetsen av sensorn).

Sensorn som ska kalibreras och referenssensorn ska sänkas ner till samma djup så att mittpunkterna på båda sensorelementen är på samma djup.

Naturligtvis är det inte möjligt att sänka sensorerna särskilt djupt om de är väldigt korta. Det är en anledning till den höga osäkerheten vid kalibrering av korta sensorer.

7 - Stabilisering

Kom ihåg att en temperatursensor alltid mäter sin egen temperatur! 

Temperaturen ändras ganska långsamt och man bör alltid vänta tillräckligt länge så att alla delar har stabiliserats till måltemperaturen. Då man sätter in en sensor i en temperatur tar det alltid lite tid innan sensorns temperatur har nått måltemperaturen och stabiliserats.

Referenssensorn och sensorn som ska kalibreras (DUT) kan ha väldigt olika termodynamiska egenskaper speciellt om de är mekaniskt olika.

Ofta kan en av de största osäkerheterna i samband med temperaturkalibrering bero på att kalibreringen görs för snabbt. 

Om man regelbundet kalibrerar liknande typer av sensorer är det klokt att göra typ-test för att lära sig beteendet hos dessa sensorer.

8 - Handtaget på temperatursensorn

Handtagsdelen på sensorn, även kallad övergångskopplingen, har vanligtvis en gräns för hur het den kan vara. Om den blir upphettad för mycket kan sensorn skadas. Man bör se till att man är medveten om specifikationerna på de sensorer som ska kalibreras.

Om man kalibrerar i höga temperaturer rekommenderas det att använda ett temperaturskydd för att skydda sensorhandtaget.

9 - Temperaturområde för kalibrering

Med temperatursensorer är det ganska vanligt att man inte kalibrerar sensorns hela temperaturområde.

Man bör vara försiktig med att kalibrera i den högsta temperaturen i temperaturområdet. Exempelvis kan en RTD-sensor avvika permanent om man kalibrerar i för hög temperatur.

Dessutom kan det bli svårt/dyrt att kalibrera i den kallaste temperaturen i sensorns temperaturområde.

Därför rekommenderas det att kalibrera inom det temperaturområde som sensorn ska användas i.

10 - Kalibreringspunkter

Vid industriell kalibrering måste man ha tillräckligt många kalibreringspunkter för att se till att sensorn är linjär. Ofta räcker det med att kalibrera 3 till 5 punkter i hela området.

Beroende på sensortypen kan det behövas fler punkter om man märker att sensorn kanske inte är linjär.

Om man kalibrerar platinasensorer och ska beräkna koefficienter baserat på kalibreringsresultaten måste man kalibrera vid lämpliga temperaturpunkter för att beräkna koefficienterna. De vanligaste koefficienterna för platinasensorer är ITS-90 och Callendar van Dusen. För termistorer kan koefficienten Steinhart-HART användas.

Då sensorer kalibreras i ett väl ackrediterat laboratorium kan punkterna även väljas baserat på labbets minsta osäkerhet.

11 - Justering/trimning av en temperatursensor

Tyvärr kan de flesta temperatursensorer inte justeras eller trimmas. Så om man hittar ett kalibreringsfel kan man inte justera det. I stället måste man använda koefficienter för att korrigera sensorns avläsning.

I vissa fall kan man kompensera sensorfelet i andra delar av temperaturmätningsslingan (i transmittern eller i DCS).

Andra saker att tänka på

Dokumentation

Som med all kalibrering måste kalibreringen av temperatursensorn dokumenteras i ett kalibreringscertifikat.

Spårbarhet

Vid kalibrering måste referensstandarden som används ha en giltig spårbarhet enligt nationella standarder eller motsvarande. Spårbarheten bör vara en obruten kedja av kalibreringar som var och en har angivna osäkerheter.

För mer information om metrologisk spårbarhet, se blogginlägget Metrologisk spårbarhet vid kalibrering – Är du spårbar?

Osäkerhet

Som alltid vid kalibrering, även vid kalibrering av temperatursensorer, bör man vara medveten om den totala osäkerheten i kalibreringsprocessen. Vid temperaturkalibrering kan kalibreringsprocessen (sättet man gör kalibreringen) lätt vara den överlägset största osäkerhetskomponenten i den totala osäkerheten.

För mer information om kalibreringsosäkerhet, se blogginlägget Kalibreringsosäkerhet för nybörjare.

Automatisering av kalibrering

Temperaturkalibrering är alltid en ganska långsam process eftersom temperaturen ändras långsamt och man måste vänta på stabiliseringen. Det finns många förmåner med att automatisera temperaturkalibreringarna. Kalibreringen kommer fortfarande att ta en lång tid men om den är automatiserad måste man inte vara på plats och vänta på den.

Detta kommer naturligtvis att spara både tid och pengar.

Dessutom kan man vara säker på att kalibreringen alltid görs på samma sätt om den är automatiserad.

Beamex-lösningar för temperaturkalibrering

Kolla in Beamex nya MC6-T temperaturkalibrator som är ett perfekt verktyg för temperatursensorkalibrering och mycket mer. Klicka på bilden nedan för att läsa mer:

Kolla även in vad mer Beamex kan erbjuda dig gällande temperaturkalibrering eller temperaturkalibreringstjänster.

Temperaturkalibrering: eLearning

Gratis eLearning-kurs om industriell temperaturkalibrering.

Bemästra temperaturkalibrering med hjälp av denna kostnadsfria och omfattande eLearning-kurs från Beamex. Fördjupa dina kunskaper, besvara frågorna korrekt och få ditt certifikat!

Läs mer och anmäl dig (EN)>

Vi vill tacka vårt väl ackrediterade team i temperaturkalibreringslaboratoriet för deras hjälp med att skriva denna artikel. Speciellt tack till Toni Alatalo som är chef för vårt temperaturlaboratorium.

I denna blogg behandlar vi grunderna i mätosäkerhet vid mätning och kalibrering. Den är inte skriven för matematiker eller experter på metrologi, utan snarare för dig som planerar och utför praktiska mätningar och kalibreringar i industriella tillämpningar.

Att vara medveten om den mätosäkerhet som hänger ihop med mätning är mycket grundläggande, så om du inte är det, borde du egentligen inte göra några mätningar. Allmänt taget verkar det som att medvetenheten och intresset för mätosäkerhet växer, vilket är en bra sak. 

Mätosäkerhet kan härröra från olika källor, såsom från referensmätinstrumentet som används vid mätningen, miljöförhållanden, personen som gör mätningarna och från många andra källor. 

Det finns ett antal handböcker, standarder och resurser som behandlar mätosäkerhet vid kalibrering. För det mesta är de fyllda av matematiska formler, så i den här vitboken kommer jag att försöka hålla de matematiska formlerna till ett minimum. 

Det här är en praktisk handbok som kan ge lite allmän förståelse för den stora världen av mätosäkerhet inom mätning och kalibrering.

Klassiskt exempel med "ett snöre"

Låt oss börja med ett exempel för att illustrera mätosäkerheten i praktiken. I exemplet ger vi samma snöre till tre personer (en i taget) och ber dem mäta längden på snöret. Det är de enda instruktioner personerna får. Alla tre får använda sina egna verktyg och metoder för att mäta det. 

Det är högst troligt att det hela resulterar i att du får tre något olika svar, till exempel:

• Den första personen säger att snöret är cirka 60 cm långt. Hen använde en 10 cm lång plastlinjal, mätte snöret en gång och kom fram till denna slutsats.
• Den andra personen säger att det är 70 cm. Hen använde ett tre meter långt måttband och kontrollerade resultatet ett par gånger för att försäkra sig om att hen hade rätt.
• Den tredje personen säger att snöret är 67,5 cm, med en mätosäkerhet på ±0,5 cm. Hen använde ett exakt måttband och mätte snöret flera gånger för att få ett medeltal och en standardavvikelse. Dessutom testade hen hur mycket snöret töjer sig när det dras ut och märkte att detta hade en liten inverkan på resultatet.

Till och med detta förenklade exempel visar att det finns många saker som påverkar resultatet av en mätning, som exempelvis vilka mätverktyg som används, metoden/processen som används och hur personen utförde uppgiften. 

Så frågan du bör ställa dig själv är: 

När kalibreringsarbete utförs på din anläggning, vilket av dessa tre exempel tycker du låter mest bekant? 

Vilken typ av "linjaler" används på din arbetsplats och vilka är mätmetoderna/processerna? 

Om man mäter något bara en gång, utan att känna till den relaterade mätosäkerheten, är resultatet inte värt mycket.

Mycket kort lektion i terminologi

Låt oss ta en mycket kort titt på de grundläggande termerna som hänger samman med temat. 

Mätosäkerhet, vad är det egentligen? Vi kan helt enkelt säga att det är vårt "tvivel" på mätningen, vilket betyder att det talar om för oss hur bra vår mätning är. Varje mätning vi gör förknippas med ett visst mått av "tvivel" och vi bör veta hur starkt detta "tvivel" är för att kunna avgöra om mätningen är tillräckligt bra för ändamålet. 

Det är skäl att komma ihåg att ett fel inte är detsamma som mätosäkerhet. När vi jämför den enhet som ska kalibreras med referensnormalen är felet skillnaden mellan dessa två mätningar. Men felet har ingen betydelse om vi inte känner till mätosäkerheten i mätningen. 

Därför skulle jag vilja säga: 

Om du inte känner till mätosäkerheten i mätningen, låt bli att göra mätningen överhuvudtaget! 

Alltför ofta har vi sett exempel liknande detta: En person gör en viktig temperaturmätning i sin process med en toleransgräns på låt oss säga ±1,0 °C. Hen hittar ett maximalt fel på 0,5 °C, blir nöjd och säger att det är "godkänt” och accepterar resultatet. Även om hen, efter att ha analyserat kalibreringsprocessen, kunde se att den totala mätosäkerheten för mätprocessen är ±2,0 °C. Med andra ord var sättet som kalibreringen gjordes på inte tillräckligt bra för denna tillämpning. 

Men så länge hen inte kände till/brydde sig om mätosäkerheten kunde hen hävda att det var ett bra resultat och kalibreringen "godkänd", även om den i själva verket hade misslyckats.

Från att göra en enda mätning till att känna till din standardavvikelse

Vad ska du då göra för att starta resan mot att bli medveten om alla relaterade mätosäkerheter? 

Det första enkla, men goda, rådet är att om du vanligtvis gör en mätning/kalibrering en gång, försök i stället att upprepa samma mätning flera gånger. Högst sannolikt kommer du att upptäcka små skillnader mellan de upprepade mätningarna. Men vilken mätning är den korrekta? 

Utan att göra någon djupdykning i den statistiska vetenskapen, kan vi säga att det inte räcker med att bara mäta en gång. Om du upprepar samma mätning flera gånger, kan du hitta medelvärdet och standardavvikelsen för mätningen. Du kommer alltså att lära dig hur mycket resultaten kan skilja sig åt mellan upprepningarna. Du kan således ta reda på vad som är den normala skillnaden mellan mätningarna. 

Det rekommenderas att man upprepar en mätning många gånger, till och med upp till tio gånger, för att den statistiskt sett ska vara tillräckligt tillförlitlig för att beräkna standardavvikelsen. Den här typen av mätosäkerhetskomponenter, som man får genom att beräkna standardavvikelsen, kallas för mätosäkerhet av A-typ. 

Men då kanske du invänder: Vad menar du? – Det är helt enkelt inte möjligt i praktiken att alltid upprepa samma mätning tio gånger! 

Som tur är behöver du inte alltid upprepa mätningen tio gånger, men du bör ändå experimentera med din mätprocess genom att ibland göra flera repetitioner av samma mätning. På så sätt får du reda på vad den typiska avvikelsen för hela mätprocessen är. Sedan kan du använda denna kunskap framöver som en mätosäkerhetskomponent i samband med just den mätningen, även om du bara gör mätningen en gång under din normala kalibrering.

Föreställ dig att du utför en temperaturmätning/kalibrering flera gånger och du upptäcker att det kan vara en skillnad på ±0,2 °C mellan upprepningarna. Nästa gång du gör samma mätning, även om du då gör den bara en gång, skulle du vara medveten om att denna eventuella skillnad på ±0,2 °C finns. Då kan du ta hänsyn till det och inte låta mätningen gå alltför nära toleransgränsen.

Med andra ord om du kalibrerar liknande typer av instrument om och om igen, räcker det ofta med att göra bara en mätning och dra nytta av den typiska experimentella standardavvikelsen. Naturligtvis måste du göra hemläxan och utföra mätningarna och beräkningarna för att ta reda på den typiska standardavvikelsen för den aktuella instrumenttypen och kalibreringsprocessen.

Sammanfattningsvis bör du alltid vara medveten om standardavvikelsen för din kalibreringsprocess – den är en del av den totala mätosäkerheten.

Din referensnormal (kalibrator) och dess spårbarhet 

Ofta är en av de största källorna till mätosäkerhet den referensnormal (eller kalibrator) som du använder i dina mätningar/kalibreringar. Till att börja med bör du naturligtvis välja en lämplig referensnormal för varje mätning. Det är också viktigt att komma ihåg att det inte räcker med att använda tillverkarens noggrannhetsspecifikation som referensnormal och fortsätta använda den som mätosäkerhet för referensnormalerna i åratal. I stället måste du låta kalibrera dina referensnormaler regelbundet i ett kalibreringslaboratorium som har tillräckliga möjligheter (tillräckligt liten mätosäkerhet) att kalibrera normalen och göra den spårbar. Ge akt på den totala mätosäkerheten i kalibreringen som laboratoriet dokumenterade för din referensnormal.

Du bör också kontrollera stabiliteten hos dina referensnormaler mellan de vanliga kalibreringarna. Efter en tid har du lärt dig den verkliga mätosäkerheten hos din referensnormal och du kan använda den informationen som mätosäkerheten för din referensnormal när du kalibrerar.

Andra källor till mätosäkerhet

I föregående avsnitt rekommenderade jag att du upprepar mätningen flera gånger. Men hur är det om du ber några av dina kollegor att upprepa samma mätning? Får ni alla exakt samma resultat? Ofta finns det vissa skillnader mellan olika personer som gör mätningarna. Betyder det alltså att den som gör mätningen också påverkar mätosäkerheten? - Ja, det gör det. Detta blir fallet särskilt om instruktionerna inte är tillräckligt specifika.

Vad händer om du gör samma test, men den här gången använder du olika typer av referensnormaler (kalibratorer) för att göra mätningen? Återigen kommer du troligen att hitta skillnader. Och om referensnormalernas noggrannhet (mätosäkerhet) ligger på olika nivåer, kan du till och med få relativt stora skillnader. Inte sällan kan referensnormalen (eller kalibratorn) som används för mätningen vara en av de största källorna till mätosäkerhet!

Olika miljöförhållanden kan innebära ytterligare mätosäkerhet i vissa kalibreringar.

Om du behöver läsa av någon form av analog display (analog mätare, temperaturmätare) är läsbarheten begränsad, dvs. du kan bara läsa av den med en viss noggrannhet och det finns en risk att du läser av den felaktigt (fel betraktningsvinkel) vilket skapar mätosäkerhet. Vid digitala avläsningar är upplösningen (antal decimaler) alltid begränsad, vilket orsakar mätosäkerhet (du kan bara läsa till sista decimalen).

Det finns olika tekniska aspekter i kalibreringsprocessen, tillämpningar och storheter som skapar ytterligare mätosäkerheter. Till exempel vid temperaturkalibrering är det absolut nödvändigt att vänta tillräckligt länge för att temperaturen ska stabiliseras och att säkerställa korrekt nedsänkning av sonden i temperaturblocket. Vid flödeskalibrering måste du säkerställa ett stabilt flöde och vid tryckkalibrering måste man undvika eventuella läckor och ha ett stabilt tryck osv. Generellt kommer alla fluktuationer eller förändringar i den variabel som ska mätas att orsaka ytterligare mätosäkerhet.

Det finns också några slumpmässiga variabler som ger anrättningen lite extra kryddor.

Du kan också använda den experimentella standardavvikelsen som nämndes tidigare som en mätosäkerhetskomponent.

Vi kan således kort sammanfatta dessa extra källor till mätosäkerhet:

• Enhet som testas
• Referensnormal (kalibrator)
• Metod/process för att göra mätningarna/kalibreringarna
• Miljöförhållanden
• Den eller de personer som gör mätningarna
• Ytterligare mätosäkerhetskomponenter beroende på den mängd som mäts/kalibreras

Mätosäkerhetskomponenterna som listats ovan kallas mätosäkerhet av Typ B.

Att summera mätosäkerheter => sammanlagd mätosäkerhet

Typ A (standardavvikelse) är något man kan beräkna, men ofta behöver man uppskatta en del av de olika Typ B-mätosäkerheterna. När standardavvikelsen väl har beräknats och de olika mätosäkerheterna av Typ B uppskattats, är det dags att summera dem. Innan du gör det, måste du se till att alla mätosäkerheter är i samma storhet/enhet. Mätosäkerheterna bör också ha samma täckningsfaktor/konfidensnivå.

När du lägger samman mätosäkerhetskomponenter som är oberoende av varandra, räkna inte bara ihop dem, det skulle bli ett alltför pessimistiskt (värsta tänkbart) resultat. Lägg i stället ihop komponenterna med hjälp av metoden där man tar roten ur summan av kvadraterna. Med andra ord, kvadrera varje komponent, addera ihop dem sedan och ta slutligen kvadratroten ur den totala summan. Även om jag sa att det inte skulle bli några formler, kanske det ändå är lättare att förstå detta med hjälp av en relativt enkel formel:

Total mätosäkerhet =

Där varje "u" är en oberoende mätosäkerhetskomponent.

Täckningsfaktor/konfidensnivå

När man fastställer mätosäkerhet multipliceras den vanligtvis med en täckningsfaktor (k). Oftast multipliceras den sammanlagda mätosäkerheten med 2 (k=2 eller 2 sigma). Denna multiplikation görs för att resultatet ska få en högre konfidensnivå. När en täckningsfaktor på 2 används är den lika med en konfidensnivå på 95 %. Det här görs eftersom vi har att göra med statistiska data och enligt normal (gaussisk) fördelning ligger 95 % av resultaten inom 2 sigmaintervallet. I praktiken innebär detta att om vi använder 2 sigma, kommer 95 % av resultaten att ligga inom den givna osäkerhetsbudgeten. Olika sigmavärden ger följande konfidensnivåer:

• 1 sigma (k=1) = 68 % konfidensnivå (68 % av resultaten är inom)
• 2 sigma (k=2) = 95 % konfidensnivå
• 3 sigma (k=3) = 99,7 % konfidensnivå

Normal (gaussisk) fördelning

När du adderar ihop olika mätosäkerhetskomponenter, se till att de alla har samma 1 sigmavärden innan du lägger ihop dem.

Utvidgad mätosäkerhet

Innan den kombinerade mätosäkerhetskomponenten publiceras, måste du multiplicera resultatet med det valda sigmavärdet för att få den konfidensnivå som krävs. Det du får efter att ha gjort multiplikationen kallas för utvidgad mätosäkerhet, dvs mätosäkerhet som inkluderar en viss konfidensnivå.

Så här anger du mätosäkerhet i resultat och kalibreringscertifikat

I dina kalibreringsresultat bör du ange mätosäkerheten som ± värde och även nämna täckningsfaktorn/konfidensnivån. Till exempel kan du säga att temperaturen är: 20,5 °C med en mätosäkerhet på ±0,1 °C (k=2).

Försäkran om regelefterlevnad – godkänt eller underkänt

Oftast innehåller kalibreringen av ett instrument ett acceptanskriterium, dvs toleransgränser. När resultatet ligger inom gränserna anses det vara godkänt och ligger det utanför anses det vara underkänt. Det finns olika tolkningar om/hur mätosäkerheten ska beaktas när man besluter om resultatet är Godkänt/Underkänt.

Låt oss ta några exempel för att studera olika fall. På bilden nedan illustrerar diamantfiguren mätresultatet och linjen ovanför och under anger den totala mätosäkerheten för mätningen.

Vi kan tolka de olika fallen här ovan som följande:

• Fall 1: Här ligger resultatet ganska klart inom toleransgränserna, även när mätosäkerheten beaktas. Så det här resultatet kan vi konstatera vara väl "Godkänt".
• Fall 4: Det här är också ett ganska klart fall. Resultatet ligger utanför toleransgränserna, även när mätosäkerheten beaktas. Så det här resultatet kan vi säga är dåligt, med andra ord "Underkänt".
• Fall 2 och Fall 3: Dessa fall är lite svårare att bedöma. Visst, i fall 2 verkar resultatet ligga inom toleransen medan det i fall 3 är utanför, speciellt om man inte bryr sig om mätosäkerheten. Men om vi tar mätosäkerheten i beaktande kan vi inte konstatera det med full konfidens dvs. säkerhet.

Det finns bestämmelser (till exempel; ILAC G8:1996 - Guidelines on Assessment and Reporting of Compliance with Specification; EURACHEM / CITAC Guide: Use of uncertainty information in compliance assessment, First Edition 2007) för hur man anger att kalibreringen överensstämmer med regelverket. I de här riktlinjerna föreslås att ett resultat anges som godkänt endast när felet adderat med mätosäkerheten är mindre än toleransgränsen. I riktlinjerna föreslås också att resultatet ska anges som underkänt endast när felet adderat med mätosäkerheten (eller subtraherat) är större än toleransgränsen. När resultatet ligger närmare toleransgränsen än halva mätosäkerheten föreslås det att man kallar det för en ”odefinierad” situation, dvs. man ska varken ange det som godkänt eller underkänt.

Vi har sett många människor tolka mätosäkerheten och beslut om godkänt/underkänt resultat på många olika sätt genom åren. I praktiken beaktas mätosäkerheten oftast inte vid beslutet om godkänt/underkänt, men det är ändå väldigt viktigt att vara medveten om mätosäkerheten, när man fattar beslutet.

Exempel på mätosäkerhet

Figuren nedan visar några exempel på vad olika mätosäkerheter kan innebära i praktiken.

Fall 1 och 2 har samma mätresultat, så utan mätosäkerhet skulle vi betrakta dessa som likvärdiga mätningar. Men när man tar mätosäkerheten i beaktande kan vi se att fall 1 verkligen är förfärligt eftersom mätosäkerheten helt enkelt är för stor för att kunna användas för denna mätning med de givna toleransgränserna.

När man tittar på fall 3 och 4 verkar det som att fall 3 är bättre, men när man beaktar mätosäkerheten ser vi att det inte är tillräckligt bra för att få godkänt, medan fall 4 är det.

Återigen vill jag lyfta fram att vi måste känna till mätosäkerheten innan vi kan bedöma ett mätresultat. Utan mätosäkerhetsberäkningen ser ovanstående fall 1 och 2 likadana ut, trots att de är mycket olika om man tar mätosäkerheten i beaktande.

Ett exempel från verkliga livet

Nedan finns ett exempel från verkliga livet där samma RTD-temperaturgivare har kalibrerats med två olika kalibratorer. Grafiken skapades med Beamex CMX kalibreringsmjukvara. I det första fallet är det uppenbart att resultatet är mycket bra och även den gröna vertikala mätosäkerhetslinjen är väldigt kort, vilket indikerar att mätosäkerheten är mycket liten. I det andra fallet kan du se att resultatet är lite sämre, men mätosäkerheten för den kalibratorn är mycket sämre.

Tja, det behöver väl inte framhållas att det första fallet gjordes med en kalibrator från Beamex... ;-)

Hur som helst, när man ser mätosäkerheten framställd grafiskt är det inte svårt att förstå hur viktig den är.

TUR/TAR-förhållande kontra mätosäkerhetsberäkning

TUR (test uncertainty ratio, ung. testosäkerhetsförhållande), eller TAR (test accuracy ratio, ung. testnoggrannhetsförhållande) nämns ofta i olika publikationer. I korthet betyder begreppen att om du vill kalibrera ett 1 % instrument och du vill ha förhållandet 4:1, bör din testutrustning vara 4 gånger mer exakt, dvs. ha en noggrannhet på 0,25 % eller bättre. Vissa publikationer antyder att om man har ett tillräckligt stort TUR/TAR-förhållande behöver man inte oroa sig för någon mätosäkerhetsuppskattning/-beräkning. Det är rätt vanligt att förhållandet 4:1 används och vissa guider/publikationer rekommenderar också det förhållandet.

Oftast används förhållandet som i exemplet ovan, dvs. bara för att jämföra specifikationerna för DUT (Device Under Test, enheten som testas) med tillverkarens specifikationer för referensnormalen. Men i det scenariot tar du bara hänsyn till specifikationerna för referensnormalen (testutrustning, kalibrator) och du bortser från alla andra relaterade mätosäkerheter. Även om detta kan vara "tillräckligt bra" för vissa kalibreringar, beaktar det här systemet inte några av de största källorna till mätosäkerhet. Så det rekommenderas verkligen att man utvärderar/beräknar mätosäkerheten för hela kalibreringsprocessen.

Vi får också ganska ofta frågan: "Hur många gånger mer noggrann bör kalibratorn vara jämfört med enheten som ska kalibreras?" Även om det skulle gå att ge några förslag, så finns det inte riktigt något korrekt svar på den frågan. I stället bör du vara medveten om den totala mätosäkerheten i dina kalibreringar, vilket självklart bör återspegla dina behov!

Några användbara resurser i ämnet

• EA-4/02 - Evaluation of the Uncertainty of Measurement in Calibration (Utvärdering av mätosäkerhet vid kalibrering)
• ILAC G8:1996 - Guidelines on Assessment and Reporting of Compliance with Specification (Riktlinjer för bedömning och rapportering av specifikationsefterlevnad)
• EURACHEM / CITAC Guide: Use of uncertainty information in compliance assessment, First Edition 2007 (Användning av osäkerhetsinformation vid efterlevnadsbedömning, första upplagan 2007)
• ISO/IEC 17025:2005 - Allmänna kompetenskrav för provnings- och kalibreringslaboratorier (SIS)
• ISO 9001:2015 - Ledningssystem för kvalitet -- Krav (SIS)
• ISO 10012:2003 - Ledningssystem för mätning -- Krav på mätprocesser och mätutrustning (SIS)
• JCGM 101:2008 - Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement (Utvärdering av mätdata — Guide för hur man anger mätosäkerhet vid mätning)

Sammanfattning

Jag hoppas att den här bloggen har gett dig litet praktisk förståelse för ämnet mätosäkerhet.

Låt mig mycket kort sammanfatta de viktigaste aspekterna av några av huvudämnena:

• Se till att skilja mellan "fel" och "mätosäkerhet"
• Experimentera genom att göra flera repetitioner av mätningarna för att få fram den typiska avvikelsen
• Använd lämpliga referensnormaler (kalibratorer) och se till att de har en giltig spårbarhet till nationella standarder och att mätosäkerheten i kalibreringen är känd och lämpar sig för dina tillämpningar
• Fundera på om effekten av miljöförhållandena har en betydande inverkan på mätosäkerheten i dina mätningar
• Var medveten om läsbarheten och bildskärmsupplösningen för olika indikeringsanordningar
• Studera de specifika viktiga faktorerna för de storheter du kalibrerar
• Bekanta dig med metoden där man tar "roten ur summan av kvadraterna" för att summera oberoende mätosäkerheter
• Var medveten om täckningsfaktorn/konfidensnivån/den utvidgade mätosäkerheten gällande mätosäkerhetskomponenterna
• I stället för, eller i tillägg till TUR/TAR-förhållandet, sträva efter att vara mer medveten om alla relaterade mätosäkerheter
• Var uppmärksam på den totala mätosäkerheten i kalibreringsprocessen innan du beslutar om ett resultat är godkänt/underkänt.
• Om du har kommentarer eller frågor, och det hoppas jag att du har, vill vi gärna att du hör av dig! Kontakta oss på www.beamex.com eller beamex.se@beamex.com

Ladda ner artikeln gratis

Ladda ner artikeln gratis som PDF genom att klicka på bilden nedan:

Pt100 temperatursensorer är mycket vanliga inom processindustrin. Den här artikeln behandlar många användbara och praktiska saker som är nyttiga att veta om PT100 sensorer. Den innehåller information om RTD- och PRT-sensorer, olika mekaniska strukturer som Pt100-sensorer har, relationen mellan temperatur och resistans, temperaturkoefficienter, noggrannhetsklasser med mera.

Angående terminologin så används i allmänhet både ”sensor” och ”givare”. Jag använder huvudsakligen ”sensor” i denna artikel. Jag kommer dessutom främst att använda Pt100-formatet. (Ja, jag vet att IEC / DIN 60751 använder Pt-100, men jag är så van att använda Pt100-formatet.)

Innehåll

• RTD-sensorer
• PRT-sensorer
• PRT kontra termoelement
• Mätning av RTD-/PRT-sensor
  
  • Mätström
  • Självuppvärmning
• Olika mekaniska strukturer av PRT-sensorer
  
  • Standard Platinum Resistance Thermometer (SPRT)
  • Delvis stödda PRT-sensorer
  • Industriella PRT sensorer, IPRT
  • Tunnfilm PRT
• Andra RTD-sensorer
  
  • Andra platinasensorer
  • Andra RTD-sensorer
• Pt100-sensorer
  
  • Temperaturkoefficient
  • Pt100 (385) temperatur-/resistansförhållande
• • Försäkra dig om att din mätare stöder din Pt100-sensor
• Pt100 noggrannhetsklasser (tolerans)
• Koefficienter
  
  • Callendar-van Dusen
  • ITS-90
  • Steinhart-Hart
• Fler temperatur-relaterade blogginlägg
• Beamex produkter för temperaturkalibrering

Ladda ner PDF versionen av denna artikel!

RTD-sensorer

Eftersom Pt100 är en RTD-sensor, låt oss först titta på vad det är.

Förkortningen RTD kommer från ”Resistance Temperature Detector”. Det är en temperatursensor i vilken resistansen (motståndet) beror på temperaturen; när temperaturen ändrar, ändrar också sensorns resistans. Så genom att mäta sensorns resistans kan en RTD-sensor användas för att mäta temperatur.

RTD-sensorer är i allmänhet gjorda av platina, koppar, nickel-legeringar eller olika metalloxider.

PRT-sensorer

Platina är det vanligaste materialet för RTD-sensorer. Platina har en pålitlig, repeterbar och linjär relation mellan temperatur och resistans. RTD-sensorer gjorda av platina kallas för PRT, ”Platinum Resistance Thermometer.” Den vanligaste PRT-sensorn som används i processindustrin är Pt100 sensorn. Nummer ”100” i namnet indikerar att den har en resistans på 100 ohm i 0°C (32°F) temperatur. Mer detaljer om det senare.

PRT kontra termoelement

I en annan teknisk artikel diskuterade vi termoelement. Termoelementen används också som temperatursensorer i många industriella tillämpningar. Så vilka är skillnaderna mellan ett termoelement och en PRT-sensor? Här följer en kort jämförelse:

Termoelement:

• Kan användas för att mäta mycket högre temperaturer
• Mycket robust
• Billig
• Självdriven, behöver inte extern matning
• Inte särskilt exakt
• Kräver kallkorsningskompensation
• Förlängningskablarna måste bestå av lämpligt material för termoelementtypen i fråga, och man bör vara uppmärksam på att temperaturen är enhetlig över mätkretsens alla kopplingar
• Om kablarna är heterogena, kan det orsaka oväntade fel

PRT-sensorer:

• Är mera noggranna, linjära och stabilare än termoelement
• Kräver inte kallkorsningskompensation, som termoelement
• Förlängningskablarna kan vara kopparkablar
• Dyrare än termoelement
• Kräver en känd strömmatning som är lämplig för sensortypen
• Ömtåligare

Kortfattat kan man säga att termoelement är mera lämpliga för mätning av höga temperaturer och PRT-sensorer för mätningar som kräver bättre noggrannhet.

Mer information om termoelement och kallkorsningskompensation finns i detta blogginlägg: Thermocouple Cold (Reference) Junction Compensation [ENG]

Mätning av RTD-/PRT-sensor

Eftersom RTD-sensorns resistans förändras när temperaturen ändrar, bör du självklart också mäta resistansen när du mäter RTD-sensorn. Du kan mäta resistansen i ohm och därefter manuellt omvandla den till ett temperaturvärde enligt omvandlingstabellen (eller formeln) för den RTD-typ som används.

Nuförtiden använder man oftast en temperaturmätningsapparat eller en kalibrator som automatiskt omvandlar den uppmätta resistansen till en temperaturavläsning, om rätt RTD-typ är vald i apparaten (förutsatt att den stöder den RTD-typ som används). Om fel RTD-sensortyp väljs i apparaten, kommer det naturligtvis att resultera i felaktiga temperaturmätningsresultat.

Det finns olika sätt att mäta resistans. Du kan använda en 2-, 3- eller 4-trådskoppling. 2-trådskopplingen är endast lämplig för mätning med mycket låg noggrannhet (främst felsökning) eftersom all resistans i kablarna och kopplingarna kommer att ge extra fel i mätningen. Alla normala processmätningar bör göras med 3- eller 4-trådskoppling.

Till exempel IEC 60751-standarden specificerar att alla sensorer som är bättre än noggrannhetsklass B måste mätas med en 3- eller 4-trådskoppling. Mer om noggrannhetsklasserna senare i den här artikeln.

Kom ihåg att använda 3- eller 4-trådskoppling. Då är du på den säkra sidan.

För vissa högimpedanstermistorer, Pt1000-sensorer eller andra högimpedanssensorer, kanske den extra felmätning, som orsakas av 2-trådskopplingen inte nödvändigtvis har så stor betydelse.

Mera information om resistansmätning med 2-, 3- och 4-trådskoppling kan hittas i länken till blogginlägget nedanför: Resistance measurement; 2, 3 or 4 wire connection – How does it work and which to use? [ENG]

Mätström

Det som förklaras mer i detalj i det ovan länkade blogginlägget är, att när en enhet mäter resistans, skickar den en liten exakt ström genom sensorn och mäter sedan spänningsfallet som genereras över det. Sedan kan resistansen beräknas genom att dividera spänningsfallet med strömmen enligt Ohms lag (R=U/I).

Om du är intresserad av mer detaljerad information om Ohms lag, se det här blogginlägget: Ohm’s law – what it is and what an instrument tech should know about it [ENG]

Självuppvärmning

När mätströmmen går genom RTD-sensorn, värms denna upp en aning. Detta fenomen kallas självuppvärmning. Ju högre mätströmmen är och ju längre tid den är påslagen, desto mer värms sensorn upp. Också sensorns struktur och dess termiska motstånd mot omgivningen kommer att ha en betydande effekt på självuppvärmningen. Det är ganska uppenbart att denna typ av självuppvärmning i en temperatursensor kommer att orsaka ett litet mätfel.

Mätströmmen är vanligtvis max. 1 mA vid mätning av en Pt100-sensor, men den kan vara så låg som 100 μA eller ännu lägre. Enligt standarder (som IEC 60751) får självuppvärmningen inte överstiga 25 % av sensorns toleransspecifikation.

Olika mekaniska strukturer av PRT-sensorer

PRT-sensorer är i allmänhet mycket känsliga instrument och tyvärr är noggrannheten nästan utan undantag omvänt proportionell mot mekanisk robusthet. För att vara en exakt termometer, bör platinatråden inuti elementet kunna dra ihop sig och expandera med temperaturen så fritt som möjligt, för att undvika spänning och deformering. Nackdelen är att denna typ av sensor är mycket känslig för mekaniska stötar och vibrationer.

Standard Platinum Resistance Thermometer (SPRT)

De mer exakta SPRT-sensorerna (Standard Platinum Resistance Thermometer) realiserar ITS-90 temperaturskalan mellan de fasta punkterna. De är gjorda av mycket ren (α = 3,926 x 10^-3 °C^-1) platina och stödet för ledarna är utformat för att hålla trådarna så spänningsfria som möjligt. ”Guide to the Realization of the ITS-90” publicerad av BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) definierar de kriterier som SPRT-sensorn måste uppfylla. Andra sensorer är inte och får inte kallas SPRT. Det finns sensorer med glas, kvarts och metallhölje för olika applikationer. SPRT:er är extremt känsliga för alla typer av accelerationer såsom minimala stötar och vibrationer, vilket begränsar deras användning till laboratorier med de mest noggranna mätningarna.

Delvis stödda PRT-sensorer

En delvis stödd PRT-sensor är en kompromiss mellan dess temperaturmätningsprestanda och mekaniska robusthet. De mest exakta kallas ofta sekundära standardsensorer eller sekundära referenssensorer. Dessa sensorer kan utnyttja vissa strukturer från SPRT och trådkvaliteten kan vara den samma eller väldigt lika. Tack vare en del stöd för trådspiralen är de mindre ömtåliga än SPRT. De är till och med användbara för fälttillämpningar, förutsatt att de hanteras med försiktighet, och erbjuder fortfarande utmärkt stabilitet och låg hysteres.

Industriella PRT sensorer, IPRT

När stödet för tråden ökas, ökar den mekaniska robustheten, men samtidigt ökar också påfrestningarna som inverkar på drift- och hysteresproblem. Dessa sensorer kallas Industriella PRT sensorer, IPRT. Fullständigt stödda IPRT:er har ännu mer trådstöd och är mekaniskt mycket robusta. Tråden är helt inkapslad i keramik eller glas, vilket gör den mycket okänslig för vibrationer och mekaniska stötar. Nackdelen är mycket sämre långtidsstabilitet och stor hysteres, eftersom platinan är bunden till substratet, som har andra termiska expansionsegenskaper.

Tunnfilm PRT

Tunnfilm PRT har utvecklats mycket de senaste åren; kvaliteten har förbättras och de finns tillgängliga för olika tillämpningar. Platinafolien fräses på det valda substratet, elementets resistans lasertrimmas ofta till önskat resistansvärde och kapslas sen in för att skyddas. Till skillnad från trådelement, är produktionen av tunnfilmselement mycket enklare att automatisera, vilket gör att de ofta är billigare än trådelementen. Fördelarna och nackdelarna är vanligtvis desamma som med helt stödda trådelement, förutom att filmelement ofta har en mycket låg tidskonstant, vilket medför att de reagerar mycket snabbt på temperaturförändringar. Vissa tillverkare har utvecklat tekniker som bättre kombinerar prestanda och robusthet.

Andra RTD-sensorer

Andra platinasensorer 

Även om Pt100 är den vanligaste Platina RTD/PRT-sensorn, finns det flera andra, så som Pt25, Pt50, Pt200, Pt500 och Pt1000. Det är lätt att gissa vilken den största skillnaden mellan dessa sensorer är, nämligen motståndet vid 0 °C, vilket också avslöjas av sensornamnet. Till exempel har en Pt1000-sensor ett motstånd på 1000 ohm vid 0 °C. Temperaturkoefficienten är också viktig att känna till, eftersom den definierar vad resistansen är vid andra temperaturer. Om det är en Pt1000 (385) betyder det att den har en temperaturkoefficient på 0,00385 °C.

Andra RTD-sensorer

Fastän platinasensorer är de vanligaste RTD-sensorerna, finns det även sensorer gjorda av andra material, så som nickel-, nickel-/järn- och kopparsensorer. De vanligaste nickelsensorerna är Ni100 och Ni120, nickel-/järnsensor Ni-Fe 604 ohm och kopparsensor Cu10. Dessa material har var och en sina fördelar i olika applikationer. Deras relativt smala temperaturintervall och känslighet för korrosion, jämfört med ädelmetallplatina, är de vanligaste nackdelarna.

RTD-sensorer kan också tillverkas av andra material som guld, silver, volfram, rodiumjärn eller germanium. De är utmärkta i vissa applikationer, men mycket sällsynta i normal industriell verksamhet. 

Eftersom RTD-sensorns resistans beror på temperaturen, kan vi även inkludera alla generiska PTC-sensorer (Positive Temperature Coefficient) och NTC sensorer (Negative Temperature Coefficient) i denna kategori, till exempel termistorer och halvledare som används för temperaturmätning. NTC-typer är mycket vanliga i temperaturmätning.

Behöver du en paus? Ladda ner artikeln som PDF och spara den för senare läsning - klicka bara på bilden nedan.

Pt100-sensorer

Temperaturkoefficient 

Den vanligaste RTD-sensorn inom processindustrin är Pt100-sensorn, som har en resistans på 100 ohm vid 0 °C (32 °F). Resistansen i högre temperaturer beror på versionen av Pt100-sensorn, eftersom det finns några olika versioner av Pt100-sensorn, som har lite olika temperaturkoefficienter. Globalt sett är den vanligaste versionen ”385”. Om koefficienten inte nämns, är den vanligtvis 385. Temperaturkoefficienten (grekisk symbol: Alfa -> α) för Pt100-sensorn indikeras som skillnaden mellan motståndet vid 100 °C och 0 °C, dividerat med motståndet vid 0 °C multiplicerat med 100 °C. 

Ekvationen är relativt enkel, men låter lite komplicerad när den är skriven, så låt oss titta på den:



där:

α = temperaturkoefficient 

R100 = resistansen vid 100 °C

R0 = resistansen vid 0 °C

Låt oss titta på ett exempel så kanske det blir tydligare: Pt100 har en resistans på 100,00 ohm vid 0 °C och en resistans på 138,51 ohm vid 100 °C. Temperaturkoefficienten kan beräknas på följande sätt:

Vi får resultatet 0,003851 /°C. 

Eller som det ofta skrivs: 3.851 x 10^-3 °C^-1

Koefficienten avrundas ofta och benämns som ”385” Pt100-sensor.

Detta är också den temperaturkoefficient som anges i standarden IEC 60751:2008.

Temperaturkoefficienten för sensorelementet beror mest på renheten i den platina som används under tillverkningen av tråden. Ju renare platinan är, desto högre är värdet för alfan. Nuförtiden är det inga problem att få väldigt rent platinamaterial. För att tillverka sensorer som uppfyller IEC 60751 temperatur/resistanskurvan måste den rena platinan dopas med lämpliga föroreningar för att få ner alfavärdet till 3.851 x 10^-3 °C^-1.

Alfavärdet härstammar från den tiden då vattnets smältpunkt (≈0 °C) och kokpunkt (≈100 °C) användes som referenstemperaturpunkter. Dessa används fortfarande för att definiera platinatrådens kvalitet. Eftersom kokpunkten för vatten faktiskt är en bättre höjdmätare än en referenstemperaturpunkt, är resistansförhållandet vid galliumpunkten (29,7646°C), som är en definierad fast punkt på temperaturskalan ITS-90, ett annat sätt att definiera trådens renhet. Detta resistansförhållande beskrivs med en grekisk liten bokstav ρ (rho).

Typiskt ρ-värde för en ”385”-sensor är 1,115817 och för en SPRT-sensor 1,11814. I praktiken är den gamla goda alfa i många fall den mest bekväma, men också rho kan publiceras. 

Pt100 (385) temperatur-/resistansförhållande 

I grafiken nedan kan du se hur en Pt100 (385) sensors resistans beror på temperaturen:

När man tittar på grafen, kan du se att förhållandet mellan resistans och temperatur för en Pt100-sensor inte är perfekt linjärt, utan förhållandet är något ”böjt”. Tabellen nedanför visar numeriska värden, temperatur kontra resistans, för en Pt100 (385), i några punkter:

Andra Pt100-sensorer med olika temperaturkoefficienter

De flesta av sensorerna har standardiserats, men det finns olika standarder runt om i världen. Det gäller också Pt100-sensorer. Det har funnits några olika standarder specificerade under olika tidsperioder. I de flesta fall är det bara frågan om en relativt liten skillnad i temperaturkoefficienten. Till exempel är standarderna som implementerats i Beamex temperaturkalibratorer från följande standarder:

• IEC 60751
• DIN 43760
• ASTM E 1137
• JIS C1604-1989 alpha 3916, JIS C 1604-1997
• SAMA RC21-4-1966
• GOCT 6651-84, GOST 6651-94
• Minco Table 16-9
• Edison curve #7

Försäkra dig om att din mätare stöder din Pt100-sensor

Det som är bra med de vanliga Pt100-sensorerna, är att varje sensor ska uppfylla specifikationerna. Du kan bara koppla in den i din mätare (eller kalibrator) och den kommer att mäta temperaturen lika exakt som specifikationerna (sensor + mätare) definierar. Samtidigt skall sensorerna i processen vara utbytbara utan kalibrering, åtminstone för de mindre kritiska mätningarna. Det skulle ändå vara god praxis att kontrollera sensorn vid en känd temperatur före användningen.

Hur som helst, eftersom de olika standarderna har lite olika specifikation för Pt100-sensorn, är det viktigt att enheten du använder för att mäta din Pt100-sensor stöder rätt temperaturkoefficient. Till exempel, om din mätare stöder endast Alfa 385 och en sensor med en Alfa 391 används, kommer det att uppstå fel i mätningen. Är felet betydande? I detta fall (385 vs 391) skulle felet innebära ungefär 1,5 °C vid 100 °C.

Jag tycker att det är anmärkningsvärt. Ju mindre skillnaden mellan temperaturkoefficienterna är, desto mindre blir naturligtvis felet. Så se till att din RTD-mätare stöder den Pt100-sensor som du använder. Om Pt100 inte har någon indikation på temperaturkoefficienten är det oftast en 385 sensor. Som ett praktiskt exempel, stöder Beamex MC6 kalibrator och kommunikator följande Pt100-sensorer (temperaturkoefficient inom parentes), baserade på olika standarder:

• Pt100 (375)
• Pt100 (385)
• Pt100 (389)
• Pt100 (391)
• Pt100 (3926)
• Pt100 (3923)

Pt100 noggrannhetsklasser (tolerans)

Pt100-sensorer finns i olika noggrannhetsklasser. De vanligaste noggrannhetsklasserna är AA, A, B och C som definieras i IEC 60751-standarden. Standarder definierar en sorts idealisk Pt100-sensor som tillverkarna siktar på. Om det var möjligt att bygga en idealisk sensor skulle toleransklasserna vara betydelselösa. Eftersom Pt100-sensorer inte kan justeras för att kompensera för fel, bör du köpa en sensor med lämplig noggrannhet för applikationen. Sensorfel kan korrigeras i vissa mätapparater med vissa koefficienter, men mer om det senare. Noggrannhet för de olika noggrannhetsklasserna (enligt IEC 60751:2008):

I talspråk finns det även så kallade 1/3 DIN och 1/10 DIN Pt100 noggrannhetsklasser. De var standardiserade klasser i till exempel DIN 43760:1980-10 som drogs in 1987, men som inte definieras i den senare IEC 60751-standarden eller i dess tyskspråkiga kusin DIN EN 60751. Toleransen för dessa sensorer baseras på noggrannheten klass B-sensor, men den fasta delen av felet (0,3 °C) delas med ett givet tal (3 eller 10). Termerna är dock ett använt uttryck när man pratar om Pt100 och vi kommer att använda dem här också. Noggrannhetsklasserna för dessa sensorer är följande:

Naturligtvis kan en sensortillverkare tillverka sensorer med sina egna anpassade noggrannhetsklasser. I IEC 60751 standardens avsnitt 5.1.4 definieras hur dessa speciella toleransklasser ska uttryckas. Ekvationerna kan vara svåra att jämföra. I tabellen nedan är noggrannhetsklasserna beräknade i temperatur (°C):

Anmärkningsvärt här är att även om ”1/10 DIN” låter attraktivt med sin låga 0,03 °C tolerans vid 0 °C, är den faktiskt bättre än klass A bara inom det smala intervallet –40 … +40 °C. Grafiken nedan visar skillnaden mellan dessa noggrannhetsklasser:

Koefficienter

Noggrannhetsklasserna används ofta i industriella RTD-sensorer, men när det kommer till de mest exakta PRT-referenssensorerna (SPRT, sekundära standarder), är dessa noggrannhetsklasser inte längre giltiga. Dessa sensorer gjordes för att vara så bra termometer som möjligt för ändamålet, utan att stämma överens med någon standardiserad kurva. Det är väldigt noggranna sensorer med mycket bra långtidsstabilitet och väldigt låg hysteres, men dessa sensorer är individuella, så varje sensor har ett individuellt temperatur/resistansförhållande. De skall inte användas utan sensorernas individuella koefficienter. Du kan till och med hitta allmänna CvD-koefficienter för SPRTn, men det kommer att förstöra prestandan som du har betalat för. Om du kopplar in en 100 ohm sekundär PRT-sensor, så som Beamex RPRT, i en enhet som mäter en standard Pt100-sensor, kan du få ett resultat som är flera grader eller kanske till och med tio grader felaktigt. I vissa fall spelar det nödvändigtvis inte någon roll, men i andra fall kan det vara skillnaden mellan ett läkemedel och ett toxin.

Så dessa sensorer måste alltid användas med rätta koefficienter.

Såsom tidigare nämnts, kan RTD-sensorer inte ”justeras” för att mäta korrekt. Korrigeringen måste göras i mätaren (t.ex. temperaturkalibratorn) som används för att mäta RTD-sensorn. För att ta reda på koefficienterna bör sensorn först kalibreras mycket noggrant. Sedan, från kalibreringsresultaten, kan koefficienterna för den önskade ekvationen, anpassas för att representera sensorns karakteristiska resistans/temperaturförhållande. Användningen av koefficienterna kommer att korrigera sensormätningen och göra att den mäter mycket exakt. Det finns flera olika ekvationer och koefficienter för att beräkna sensorns resistans mot temperatur. Dessa är förmodligen de mest förekommande:

Callendar-van Dusen

Callendar presenterade på sena 1800-talet en enkel kvadratisk ekvation som beskriver platinas resistans-/temperaturbeteende. Senare kom van Dusen på att en extra koefficient behövs i temperaturer under noll grader. Ekvationen kallas Callendar-van Dusen-ekvation, CvD. Den är nästan lika bra som ITS-90 för alfa 385-sensorer, speciellt när temperaturområdet inte är särskilt brett.

Om ditt certifikat anger koefficienterna R₀, A, B, C, är de koefficienterna för IEC 60751 standardformatets CvD ekvation. Koefficienten C används dock bara i temperaturer under 0°C, så den kan saknas om sensorn inte blivit kalibrerad för temperaturer under 0°C.

Koefficienterna kan också vara R₀, α, δ och β. De motsvarar den historiska formen av CvD ekvationen som fortfarande används. Trots att ekvationen i huvudsak är den samma, är den skrivna formen och koefficienterna olika.

ITS-90

ITS-90 är en temperaturskala, inte en standard. Callendar-van Dusen-ekvationen fungerade som grund för de tidigare skalorna 1927, 1948 och 1968, men ITS-90 förde med sig en väsentligt annorlunda matematik. ITS-90 funktioner bör användas när man realiserar temperaturskalan med SRPT, men även många lägre alfa-PRT:er drar nytta av det jämfört med CvD, speciellt när temperaturområdet är brett (hundratals grader). Om ditt certifikat anger koefficienter som RTPW eller R(0,01), a4, b4, a7, b7, c7, är de koefficienter för ITS-90 avvikelsefunktioner. ITS-90-dokumentet anger inte numeriska noteringar för koefficienterna eller delområdena. De presenteras i NIST Technical Note 1265 ”Guidelines for Realizing the International Temperature Scale of 1990” och är allmänt antagna för användning. Antalet koefficienter kan variera och delområdena är numrerade 1…11.

• RTPW, R(0,01 °C) eller R(273,16 K) är sensorns resistans
  för vatten, vid trippelpunkten 0,01 °C
• a4 och b4 är koefficienter under noll, kan också vara abz
  och bbz som betyder ”under noll” (below zero), eller bara
  a och b
• a7, b7, c7 är koefficienter över noll, kan också vara aaz, baz
  och caz som betyder ”över noll” (above zero), eller a, b och c

Steinhart-Hart

Om din sensor är en termistor kan du ha koefficienter för Steinhart-Hart-ekvationen i certifikatet. Termistorer är mycket olinjära och ekvationen är logaritmisk. Steinhart-Hart-ekvationen har i stor utsträckning ersatt den tidigare Beta-ekvationen. Vanligtvis är koefficienterna A, B och C, men det kan också finnas koefficient D eller andra, beroende på ekvationens variant. Koefficienterna publiceras vanligtvis av tillverkarna, men de kan också karakteriseras.

Att ta reda på sensorkoefficienterna

När en Pt100-sensor skickas till ett laboratorium för kalibrering och karakterisering, måste kalibreringspunkterna väljas korrekt. En punkt på 0 °C eller 0,01 °C behövs alltid. Själva värdet behövs för karakterisering, men vanligtvis används ispunkten (0 °C) eller trippelpunkten för vattencellen (0,01 °C) för att kontrollera sensorns stabilitet och mäts flera gånger under kalibreringen. Minsta antal kalibreringspunkter är detsamma som antalet koefficienter som ska karakteriseras. Till exempel, för att anpassa ITS-90-koefficienterna a4 och b4 under noll, behövs minst två kända negativa kalibreringspunkter för att lösa de två okända koefficienterna. Om sensorns beteende är välkänt för laboratoriet, kan två punkter vara tillräckligt i det här fallet. Ändå är det en god praxis att mäta fler punkter än absolut nödvändigt, eftersom det inte finns något annat sätt som certifikatet kan beskriva hur sensorn beter sig mellan kalibreringspunkterna. Till exempel kan CvD-anpassning för ett brett temperaturområde se ganska bra ut om du bara har två eller tre kalibreringspunkter över noll, men det kan finnas ett systematiskt kvarvarande fel på flera hundradelar av en grad mellan kalibreringspunkter som du inte alls kommer att se. Detta förklarar också varför du kan hitta olika kalibreringsosäkerheter för CvD- och ITS-90-anpassningar för samma sensor och exakt samma kalibreringspunkter. Osäkerheterna för de uppmätta punkterna är inte olika, men de kvarvarande felen för olika karakteriseringar läggs vanligtvis till den totala osäkerheten.

Ladda ner artikeln gratis

Ladda ner artikeln gratis som PDF genom att klicka på bilden nedan:

Fler temperatur-relaterade blogginlägg

Om du är intresserad av temperatur- och temperaturkalibrering så tror jag att du finner dessa blogginlägg intressanta:

• Thermocouple Cold (Reference) Junction Compensation [ENG]
• Temperature units and temperature unit conversion [ENG]
• Calibration video: How to calibrate a temperature measurement loop [ENG]
• How to calibrate an RTD HART temperature transmitter [ENG]
• Measurement Uncertainty: Calibration uncertainty for dummies - Part 1 [ENG]

Beamex produkter för temperaturkalibrering

Ta en titt på Beamex MC6-T temperaturkalibrator. Ett perfekt verktyg för Pt100 temperatursensorkalibrering och mycket, mycket mer.

Det är en djungel där ute!

Det finns många olika tryckenheter i bruk runt om i världen, vilket ibland kan vara mycket förvirrande och till och med orsaka farliga missförstånd. I den här artikeln kommer vi att diskutera grunderna för olika tryckenheter och olika tryckenhetsfamiljer.

Innehåll

• Vad är tryck?

• Internationella måttenhetssystemet
  (SI-systemet) / Metrisk

• Imperialistiska enheter

• Vätskekolonnenheter

• Standarder för konvertering av tryckenheter

• Tryckenhetsomvandlare

Vad är tryck?

När vi pratar om tryck i det här inlägget, syftar vi på den fysiska storheten. Vi ska inleda med att ta en snabb titt på definitionen av tryck, eftersom också det underlättar förståelsen av vissa tryckenheter. Kommer du ihåg fysikkurserna i skolan? Det gör inte de flesta av oss, så en kort påminnelse är kanske på sin plats: Tryck definieras som kraft per area vinkelrätt mot ytan. Det presenteras ofta som ekvationen p = F/A. Trycket indikeras med bokstaven ”p”, även om stora bokstaven ”P” också används vid vissa tillfällen.

Så vad betyder kraften per yta i praktiken? Det betyder att det finns en viss kraft som påverkar en bestämd yta. Kraft definieras som massa (m) x gravitationen (g). Då det finns så många olika enheter som används för både massa och area, är antalet kombinationer av dessa enormt. Plus att det också finns en hel del tryckenheter som inte direkt har massan och arean i sina namn, även om det ofta finns i deras definition. Det är bra att notera att ”kraften” i praktiken inte alltid ingår i tryckenhetens namn. Till exempel borde tryckenhet kilogram kraft per kvadratcentimeter anges som kgf/cm², men ofta anges det som kg/cm² utan ”f”. På motsvarande sätt anges pundkraft per kvadrattum (pfsi) normalt som pund per kvadrattum (psi).

Internationella måttenhetssystemet
(SI-systemet) / Metrisk

Vi bekantar oss med tryckenheterna genom att titta på SI-systemet, det internationella måttenhetssystemet, som baserar sig på metriskt system. Nu när jag nämnde det metriska systemet kan jag redan se några av er backa bakåt, men stanna med mig! SI-systemet är världens mest använda mätsystem. Det publicerades 1960, men har en lång historia redan innan det. SI-systemets grundenhet för tryck är Pascal (Pa), vilket är N/m² (Newton per kvadratmeter, medan Newton är kgm/s²).

Sagt i en ekvation:

Pascal är en mycket liten tryckenhet, som exempel kan man nämna det absoluta standardatmosfärstrycket som är 101325 Pa. Utifrån Pascals definition kan kilogramkraften ersättas med olika enheter som g (gram) kraft, och meter kan ersättas med centimeter eller millimeter. Genom att göra det får vi många andra kombinationer eller tryckenheter, som kgf/m², gf/m², kgf/ cm², gf/cm², kgf/mm², gf/mm², bara för att nämna några. Enheten ”bar” används fortfarande ofta inom vissa områden. Bar är baserat på metriskt system, men är inte en del av SI-systemet. Bar är 100 000 Pascal (100 kPa) och är relativt lätt att konvertera. Inom vissa områden (så som i USA:s NIST, National Institute of Standards and Technology) rekommenderas man att inte använda ”bar” i så stor utsträckning.

Framför alla tryckenheter, SI eller icke-SI, kan vi använda de vanliga prefixen/koefficienterna; milli (1/1000), centi (1/100), hekto (100), kilo (1 000) och mega (1 000 000). Det ger oss redan olika versioner av Pascal, som alla är vanliga: Pa, kPa, hPa, MPa. Om vi tar alla massenheter och kombinerar dem med alla areaenheter från SI-systemet, får vi många olika kombinationer. Även om SI är det vanligaste systemet i de flesta länder, finns det fortfarande också många andra tryckenheter som används. Låt oss nu ta en titt på dem.

Imperialistiska enheter

I länder som använder imperialistiska system (så som USA och Storbritannien) är de tekniska enheterna för både massa och area annorlunda än i SI-systemet. Därför skapar det också en helt ny grupp av tryckenheter. Massan mäts vanligtvis i pund (lb) eller uns (oz), och area och avstånd med tum (in) eller fot (ft). Så några tryckenheter härledda från dessa är lbf/ft², psi, ozf/in², iwc, inH2O, ftH2O. I USA är den vanligaste tryckenheten pounds per square inch (psi). För processindustrier är en vanlig enhet också tum vatten (inH2O), som kommer från nivåmätning och de historiska mätningarna av tryckskillnader med vatten i en kolonn.

Vätskekolonnenheter

Äldre tryckmätningsanordningar tillverkades ofta genom att använda vätska i ett genomskinligt U rör. Om trycket i båda ändarna av röret är detsamma, är vätskenivån samma på båda sidorna. Men om det finns en skillnad i trycken så är vätskenivåerna på olika höjd. Nivåskillnaden är direkt proportionell med tryckskillnaden. I praktiken kan du lämna ena sidan av röret öppen för rummets atmosfärstryck och koppla trycket som ska mätas till den andra sidan. När referenstrycket är atmosfären, är det uppmätta trycket övertryck.

Tryckskalan är märkt i röret, så du avläser trycket genom att läsa vätskenivåernas skillnad. När tryck matas in, kommer det att ändra vätskenivån och vi kan avläsa värdet. Det låter väldigt enkelt; ingen elektronik och inga delar som slits, så vad kan gå fel… ja, låt oss se.

Den vanligaste vätskan i röret är förmodligen vatten. Men för att kunna mäta högre tryck med mindre U-rör/vätskekolonn behövder man tyngre vätskor. En sådan vätska är kvicksilver (Hg), eftersom det är mycket tyngre än vatten (13,6 gånger tyngre). När du använder en tyngre vätska behöver du inte en så lång vätskekolonn för att mäta högre tryck, utan du kan använda en mindre och bekvämare. Till exempel blodtryck mättes tidigare (ibland fortfarande) med en kvicksilverkolonn. Kvicksilver används främst eftersom en vattenkolonn för samma tryckområde skulle vara så lång att den inte skulle vara praktisk att använda, eftersom vattenkolonnen är cirka 13,6 gånger högre än kvicksilverkolonnen.

En följd av detta är att blodtryck än idag anges i tryckenheten millimeter kvicksilver (mmHg). En vanlig industriell tillämpning för användning av vätske kolonntryckenheter är att mäta vätskenivån i en tank. Till exempel, om du har en vattentank som är 20 fot hög (6 meter) och du vill mäta vattennivån i den är det logiskt att installera en tryckindikator med en skala från 0 till 20 fot för att enkelt kunna avläsa vattennivån (13 fot i exempelbilden)

Tillbaka till vattenkolonnen: Det är uppenbart att när U-rör började användas för att indikera längd, har många olika längdenheter använts, både metriska och icke-metriska. Detta har resulterati många olika tryckenheter. Även om en vätskekolonn låter väldigt simpel, är det viktigt att komma ihåg att vätskans vikt beror på den lokala gravitationen. Så om du kalibrerar kolonnen på ett ställe och tar den till en annan plats (avlägsen, med annan höjd) kanske den inte längre mäter rätt. För att vara exakt, behövs en gravitationskorrigering.

Även vätskans temperatur påverkar vätskans densitet (täthet), som i sin tur delvis påverkar avläsningen av ett U-rör. Det finns olika vätskekolonnbaserade tryckenheter, men de vanligaste temperaturerna, som anges som vätsketemperatur i tryckenheten, är 0°C och 4°C samt 60°F och 68°F. Det finns också vattenkolonner, som inte alls har någon indikation på vattentemperaturen. Dessa är baserade på en teoretisk densitet för vatten, 1 kg/1 liter (ISO31-3, BS350). I praktiken har vatten aldrig så hög densitet. Som högst är den vid +4 °C (39,2 °F), då densiteten är ungefär 0,999972 kg/liter. Vattnets densitet blir lägre om temperaturen är högre eller lägre än +4 °C. Temperaturen har en ganska stark effekt på densiteten. En temperaturhöjning från till exempel +4 °C till +30 °C ändrar vattnets densitet med cirka 0,4 %. Läsbarheten för en mekanisk vätskekolonn är vanligtvis ganska begränsad, så mätningarna blir inte så exakta. På grund av de mekaniska begränsningarna kan du heller inte använda ett U-rör vid högt tryck. Alla ovan nämnda problem gör att en vätskekolonn i U-rör inte är särskilt praktisk att använda.

Dessutom har moderna digitala tryckmätningsapparater ersatt
vätskekolonnerna. Många av tryckenheterna som skapades under vätskekolonnernas tid finns trots allt kvar och används än idag. För att kort sammanfatta de vätskekolonnbaserade tryckenheterna:

• Vi har många enheter för längdmått: mm, cm, m, tum och fot.
• Vi har kolonner för olika vätskor, så som vatten (H2O) och kvicksilver (Hg).
• Vi har vattenkolonnenheter för olika densitet vid temperaturer så som 0 °C, 4 °C, 60 °F och 68 °F och för teoretiska densiteter.

Genom att kombinera alla dessa får vi en lång lista med tryckenheter. För att bara nämna några: mmH2O, cmH2O, mH2O, mmHg, cmHg, mHg, iwc, inH2O, ftH2O, inHg, mmH2O@4°C, mmH2O@60°F, mmH2O@68°F, cmH2O@4°C, cmH2O@60°F, cmH2O@68°F, inH2O@60°F, inH2O@68°F, inH2O@4°C, a@60°F, ftH2O@68°F, ftH2O@4°C och så vidare.

Atmosfäriska enheter

För mätning av atmosfärens absoluta tryck har specifika tryckenheter
skapats. En av dessa är standardatmosfären (atm) som definieras som 101 325 Pascal. För att skapa förvirring, finns det också en teknisk atmosfär (at) som är ganska nära, men inte riktigt samma som atm. Den tekniska atmosfären är en kilogram kraft per kvadratcentimeter. Så 1 at är lika med ungefär 0,968 atm.

En annan tryckenhet som används för att mäta atmosfäriskt absolut tryck är torr, vilket är 1/760 av standardatmosfär. Torr är med andra ord ett absolut tryck, och även om det vanligtvis inte nämns, behöver du känna till det. Torr var från början tänkt att vara det samma som 1 millimeter kvicksilver, men definitionen visar en mycket liten skillnad mellan dem. Torr är inte heller en del av SI-systemet. Förutom alla ovanstående tryckenheter finns det många fler. Till exempel i en Beamex MC6-kalibrator finns det över 40 olika tryckenheter samt ytterligare några anpassade enheter för spänningssökare.

Standarder för konvertering av tryckenheter

Om du jobbar med tryck så vet du att det är väldigt vanligt att ett tryck indikeras med en viss tryckenhet och man behöver konvertera den till en annan tryckenhet. Tryckenheter är baserade på standarder och omvandlingen mellan enheter bör också baseras på standarder. De vanligaste standarderna för tryckenheter är:

• SI-system
• ISO31-3, Second edition, 1992-09-01
• BS350 Part 1: 1974
• PTB-Mitteilungen 100 3/90
• Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, 6th ed, 1984

Tryckenhetsomvandlare

Jag försökte göra en omvandlingstabell mellan olika tryckenheter, men den tabellen började växa till en enorm matris som inte skulle ha varit användarvänlig. Istället för att göra en konverteringstabell utvecklade vi en tryckenhetsomvandlare på vår webbplats. Med denna omvandlare kan du enkelt konvertera en tryckavläsning från en enhet till en annan. Här kommer du till tryckenhetsomvandlaren online.

Här kan du ladda ner denna artikel som PDF gratis, klicka bara på bilden:

Klicka på denna länk för att lära dig mer om Beamex tryckkalibratorer.

Många företag använder fortfarande ofta manuell inmatning i sina industriella processer, trots att det är allmänt känt och accepterat att manuell inmatning är en långsam och arbetskrävande process. Det förekommer alltid mänskliga fel relaterade till manuell inmatning av data, mänskliga fel är ju naturliga. Det är allmänt accepterat att den typiska felfrekvensen vid manuell datainmatning är cirka 1%.

Vad betyder 1% i kalibreringsprocedurer i praktiken, och hur kan man göra den mindre, eller till och med bli av med den? Den här artikeln diskuterar främst industriella kalibreringar och manuell inmatning av data.

Innehåll

• Typiska steg i manuell inmatning av kalibreringsdata
• 1 procents felfrekvens 
• Kalibreringsprocedur
• Betydelsefullt eller betydelselöst fel?
• Oavsiktligt eller avsiktligt fel?
• Skulle denna felfrekvens accepteras i andra situationer?
• Det måste finnas ett bättre sätt!
• Det finns ett bättre sätt – med Beamex!
  
  

Ladda ner PDF versionen av denna artikel!

Typiska steg i manuell inmatning av kalibreringsdata

Först ska vi ta en titt på de mest förekommande sätten att dokumentera kalibreringsdata i industriella kalibreringar:

1. Penna och papper

Det är fortfarande mycket vanligt att kalibreringsdata antecknas på en pappersblankett under kalibreringsproceduren. Vid ett senare tillfälle skrivs kalibreringsdatan från papperet manuellt in i ett datasystem, i vissa fall av en annan person.

Med denna, mycket vanliga metod matas kalibreringsdata in manuellt två gånger: först med penna på papper och sen från pappret in i datasystemet.

2. Manuell inmatning i ett kalibreringssystem

Ett annat vanligt sätt att dokumentera kalibreringsdata, är att skriva in den i ett datasystem med hjälp av ett kalkylprogram, så som Microsoft Excel eller en dedikerad kalibreringsprogramvara. Om du vill dokumentera i ett program på fältet behöver du ha en bärbar dator och du behöver vara ansluten till ett nätverk, vilket inte alltid är möjligt i industriella miljöer.

Om det inte med hjälp av en dator går att mata in data direkt i kalibreringsapplikationen, kan den i vissa fall matas in på en mobil enhet med en relevant applikation och därefter överföras elektroniskt till kalibreringsmjukvaran.

Med denna procedur matas data fortfarande in manuellt, men endast en gång, i stället för två, som i föregående procedur.

3. Elektronisk lagring av data

Det modernaste sättet är att använda kalibreringsutrustning som kan lagra kalibreringsdata helt elektroniskt. Kalibreringsdatan kan sedan skickas från kalibratorn till kalibreringsmjukvaran, fortfarande helt elektroniskt.

Denna typ av procedur inkluderar inga manuella datainmatningssteg, vilket eliminerar alla mänskliga fel och är snabbare eftersom det inte tar upp teknikerns tid.

Proceduren fungerar endast för kalibreringar där kalibratorn kan mäta (eller generera/simulera) instrumentinmatning och - utgång. Om det finns mätare, indikatorer, displayer eller liknande som behöver avläsas visuellt behövs någon form av manuell datainmatning.

Men även om en del av kalibreringsdatan matas in manuellt i kalibratorn, kan kalibratorn ha funktionen att kontrollera att datan ligger inom accepterade värden och kan även ge en informativ grafisk indikation på datakvaliteten för snabb verifiering.

Kalibreringsdatan skickas sedan elektroniskt från kalibratorn till kalibreringssystemet.

Den första bilden visar ett exempel där kalibreringsdata har matats in manuellt på en pappersblankett. Vissa värden kan ha angetts felaktigt, vissa siffror är svåra att tyda, krysset kan tolkas både som ett godkänt och ett underkänt resultat, underskriften kan inte tydas o.s.v.

I den andra bilden kan du se samma kalibrering med en Beamex MC6 dokumenterande kalibrator. All kalibreringsdata sparas automatiskt och elektroniskt i kalibratorns minne, fel beräknas automatiskt, beslut om huruvida resultaten är godkända/underkända görs automatiskt och resultaten skickas elektroniskt till kalibreringsmjukvaran för lagring och certifikatutskrift.

Vilken av procedurerna ger mer tillförlitlig kalibreringsdata? (Det var egentligen ingen fråga, det är givetvis MC6-kalibratorn.)

1 procents felfrekvens

Det är uppenbart att det uppstår fel vid manuell inmatning av data och det verkar vara en allmänt accepterad regel att den mänskliga faktorn orsakar en genomsnittlig felfrekvens på 1%.

Denna felfrekvens är baserad på forskning publicerad i flera artiklar, men jag måste erkänna att jag inte känner till den vetenskapliga bakgrunden för det. Vi kan argumentera om vad den verkliga felfrekvensen är, men vi kan alla vara överens om att det alltid uppstår fel vid manuell inmatning av data.
Efter att ha läst om denna 1% felfrekvens på några ställen, kom jag att fundera på vad detta betyder för kalibreringsprocesser, så låt oss hålla fast vid den genomsnittliga felfrekvensen på 1% i följande överväganden.

Felfrekvensen kan växa snabbt om datan som ska matas in är komplicerad, om användaren är trött eller har bråttom och av många andra skäl. Till exempel kan vissa människor ha en ”personlig” handstil (jag vet att jag har), som är svårläst för andra.

För att minska antalet fel, kan företag utbilda anställda, betona noggrannhet framom hastighet, dubbelkolla arbetet, säkerställa optimala arbetsförhållanden och naturligtvis försöka automatisera sina processer och bli av med manuell datainmatning.

Kalibreringsprocedur

Kalibreringsdata innehåller många siffror, ofta med flera decimaler. Siffrorna i mätaren/kalibratorn fluktuerar också vanligtvis upp och ner med decimaler som ändras hela tiden. Kalibreringsdatan är sällan lätt att ange som ”jämna” tal (20 mA är mer sannolikt 20,012 mA). Detta gör det svårt att manuellt mata in data korrekt.

Under kalibrering av ett processinstrument, till exempel en sändare, bör in- och utdata samlas in samtidigt, vilket är svårt. Om värdena flukturerar, kommer ytterligare fel att uppstå om siffrorna inte registreras samtidigt.

I en processinstrumentkalibrering finns det oftast fem kalibreringspunkter (25% steg med 0%, 25%, 50%, 75% och 100% punkter), och både input och output ska registreras. Bara det betyder 10 kalibreringsdatapunkter. Annan data måste också anges under kalibreringen, så som använda referensstandarder, miljödata, datum, tid, signatur o.s.v.

Vi kan säga att i medeltal 20 datapunkter måste anges under kalibreringsprocessen. Med en felfrekvens på 1% betyder det att var femte kalibrering kommer att innehålla felaktiga data.

Var femte kalibrering, hur så? Om en kalibrering inkluderar 20 datapunkter så inkluderar fem kalibreringar 100 datapunkter. En felfrekvens på 1% innebär att data skrivs in felaktigt en gång per 100 inmatade datapunkter, så var femte kalibrering kommer att innehålla en felaktig datainmatning. Var femte kalibrering innebär att 20% av de utförda kalibreringarna kommer 
att vara felaktiga, eftersom varje kalibrering innehåller i genomsnitt en felaktig datapunkt.

Ovanstående är sant om uppgifterna matas in manuellt endast en gång. Men som tidigare diskuterats, matas de ofta in manuellt i två omgångar, först med penna och papper (på fältet) och sen från pappret in i datasystemet. Detta innebär att det finns dubbelt så många datainmatningspunkter; en kalibreringshändelse får 40 datapunkter som ska matas in istället för 20. Statistiskt sett betyder detta att 40% av de gjorda kalibreringarna kommer att innehålla felaktiga resultat!

Oj! Så den blygsamma 1% felfrekvensen vid manuell datainmatning innebär ofta, att 40% av kalibreringarna i praktiken innehåller felaktig data.

För att upprepa: Felfrekvensen på 1% förvandlades nu till 40%! 

Så det betyder att nästan hälften av dessa kalibreringar kommer att innehålla felaktig data. Nå, inte riktigt hälften, men 40%.

Om du matar in data manuellt i två skeden, kommer cirka 40% av dina kalibreringsposter troligen att innehålla fel. Låt det sjunka in ett tag.

…en kort paus för att låta det sjunka in...

På en typisk processplats som utför 10 000 kalibreringar årligen – alla med en procedur med två skeden av manuell datainmatning – kommer det statistiskt sett att göras 4 000 kalibreringar med felaktiga data!

Oj, det eskalerade snabbt!

Naturligtvis kan kalibreringsproceduren vara mycket mer komplicerad och även innehålla många fler datapunkter.

Om en kalibreringsprocedur för ett instrument innehåller 100 datapunkter och resultaten registreras manuellt, innebär en felfrekvens på 1% att varje kalibrering statistiskt sett innehåller en felaktig datainmatning! Så statistiskt sett innehåller 100% av kalibreringarna en felaktig datapunkt!

Betydelsefullt eller betydelselöst fel?

Felets betydelse varierar från situation till situation.

Om det förekommer många fel i de manuellt inmatade kalibreringsresultaten, kommer det sannolikt att märkas någon gång. Till exempel, om den nominella nollpunkten på 4 mA för en sändare skrivs in som 40,02 mA (decimalkomma på fel ställe), kommer det troligen att märkas i något skede, senast när datan matas in i kalibreringssystemet, förutsatt att systemet ger en varning när felet är för stort.

Men vad ska man göra då? Anser du att det är okej att flytta decimalen och anta att den då är korrekt, eller behöver kalibreringen upprepas – vilket betyder att du får gå tillbaka till fältet och göra om kalibreringen?

Om felet är tillräckligt litet kanske det inte märks någonstans i processen. I det föregående exemplet, där sändarens nollpunkt felaktigt registreras som 4,02 mA när den faktiskt var 4,20 mA, kanske felet inte alls märks. Även om sändarens ström på 4,20 mA skulle vara utanför toleransen, vilket bör uppmärksammas och korrigerande åtgärder vidtas, kommer det inte att 
märkas, eftersom den felaktigt angivna 4,02 mA är en tillräckligt bra avläsning och kalibreringen kommer att passera utan ytterligare åtgärder. Detta gör att sändaren i processen kontinuerligt mäter med ett för stort fel.

Så, i värsta fall, kommer mänskliga fel vid manuell datainmatning att leda till en situation där en felaktig kalibrering anses ha godkänts!

Oavsiktligt eller avsiktligt fel?

De flesta mänskliga fel vid manuell datainmatning är naturligtvis oavsiktliga, men det är ändå inte helt omöjligt att kalibreringsdatan ibland skulle matas in fel med avsikt. Manuell datainmatning ger möjlighet att förfalska resultat, och det är nästan omöjligt att förhindra det.

Om resultaten ligger på gränsen till godkända eller underkända är det möjligt att mätvärden i vissa fall matas in så att de blir godkända. Kanske skulle ett underkänt resultat orsaka mycket extra arbete, och kanske är det redan sen eftermiddag och dags att åka hem.

Om du till exempel ser ett kalibreringscertifikat för tryckgivare med en tryckavläsning på 10,000 psi (eller bar) och en strömavläsning på 20,000 mA, är det förmodligen för bra för att vara sant.

Jag ber om ursäkt för att jag tar upp den här möjligheten, men den här typen av information kan finnas i vissa offentligt tillgängliga revisionsrapporter. Detta är också något som amerikanska FDA (Food and Drug Administration) uppmärksammar vid revision av läkemedelsindustrin.

Men låt oss anta att felen är oavsiktliga mänskliga fel.

Manuell datainmatning används fortfarande i förvånansvärt många kalibreringsprocedurer, även i starkt reglerade industrier så som läkemedels-, livsmedels-, dryckes- kärnkraftsindustrin och många andra.

Vid manuell inmatning av data på ett pappersformulär, kommer formuläret inte automatiskt att varna användaren om de inmatade uppgifterna ligger utanför accepterade toleranser. 

Det är upp till användaren att lägga märke till det. Kalibreringssystem har ofta larm som signalerar ifall inmatad data ligger utanför accepterade toleranser. Då är kalibreringen redan gjord och måste göras om.

Skulle denna felfrekvens accepteras i andra situationer?

Om vi använder manuell datainmatning i våra kalibreringsprocedurer och accepterar risken för fel som följer med det, skulle vi acceptera samma felfrekvens i andra applikationer?

Skulle vi acceptera att våra löner inte alltid kommer i tid eller att de är fel? Eller att våra kreditkortsåterbetalningar har en stor felfrekvens?

Självklart är dessa applikationer beroende av elektronisk datainmatning.

I de flesta applikationer skulle vi helt enkelt inte acceptera den typ av felfrekvens som uppstår vid manuell datainmatning. 

Men som sagt, många människor accepterar det fortfarande i proceduren med inmatning av kalibreringsdata.

Den här artikeln har cirka 15 000 tecken, så med manuell skrivning skulle det finnas cirka 150 fel (med en felfrekvens på 1%). 

Nåja, ärligt talat, när jag skriver så skulle det bli mycket mer :-)

Till all lycka kan vi använda dator och program med stavningskontroll. Dessutom korrekturläses texten av kollegor. Jag är säker på att det fortfarande finns några fel i den här texten, men här får de inga allvarliga konsekvenser, så som de skulle få med kalibreringsdata.

Samtidigt digitaliseras industrin snabbt, och data är viktigare än någonsin, då beslut baseras på data. Vi bör också ta en ordentlig titt på kvaliteten och integriteten av data!

Det måste finnas ett bättre sätt!

Tänk om du kunde undvika alla mänskliga fel relaterade till manuell inmatning av kalibreringsdata?

Tänk om du till och med kunde undvika de avsiktliga felen?

Tänk om du samtidigt kunde göra datainmatningsprocessen mycket snabbare och spara tid?

Du kanske frågar dig vad kostnaden för ett sådant system är? 

Har du råd?

Jag skulle svara med en motfråga: Vilka är kostnaderna för alla fel i din kalibreringsdata? Vad skulle ett sådant system ha för värde för dig? Har du råd att vara utan det?

Det måste finnas ett bättre sätt.

Det finns ett bättre sätt - med Beamex!

Med Beamex integrerade kalibreringslösning kan du ersätta manuell inmatning av kalibreringsdata med den mest högautomatiserade kalibreringsdatainsamlingen på marknaden. 

Sammanfattat består Beamex-systemet av kalibreringsmjukvara, dokumenterande kalibratorer och mobila datainmatningsenheter som kommunicerar sömlöst. Kalibreringsmjukvaran kan också integreras med ditt underhållssystem (CMMS) för att möjliggöra ett papperslöst, automatiserat flöde av arbetsordrar från CMMS till kalibreringsmjukvaran. Från kalibreringsmjukvaran kan du få en bekräftelse till CMMS på det arbete som gjorts.

Allt börjar från att du planerar arbetet i CMMS eller i kalibreringsmjukvaran. När det är dags att utföra kalibreringen, synkroniseras arbetsordrarna till dokumenterande kalibratorer eller till mobila enheter (telefoner eller tabletter).

På fältet, när du gör kalibreringen, lagras kalibreringsdata automatiskt i den dokumenterande kalibratorn eller skrivs in manuellt på en mobil enhet.

Om du arbetar i en mycket reglerad miljö, kan mobila enheter förses med ytterligare datasäkerhetsfunktioner för att säkerställa dataintegriteten.

Beamex-kalibreringslösning uppfyller kraven i 21 CFR Part 11 och andra relevanta bestämmelser för elektroniska register, elektroniska signaturer och dataintegritet.

Detta minskar risken för brott mot ALCOA (dataintegritet). 

Genom elektronisk signatur identifieras de som använder mobila enheter offline, vilket skyddar offlinedata mot manipulering och eliminerar möjligheten att förfalska kalibreringsposter.

Från de mobila enheterna kan kalibreringsdata synkroniseras tillbaka till kalibreringsmjukvaran för dokumentation, analys och generering av certifikat.

Kalibreringsmjukvaran kan också skicka ett automatiskt meddelande till CMMS när arbetet är klart.

Läs mer om Beamex produkter och tjänster på vår hemsida och kontakta oss om du undar över nåt!

• CMMS and calibration management integration - Bridging the gap [ENG]
• Why use calibration software? [ENG]
• How a business analyst connected calibration and asset management [Case Story] [ENG]
• Do more with less and generate ROI with an Integrated Calibration Solution [ENG]
• Common Data Integrity Pitfalls in Calibration Processes [ENG]
• What is a documenting calibrator and how do you benefit from using one? [ENG]