Metrologisk spårbarhet vid kalibrering – Är du spårbar?

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 (EN):

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.