Eine der Fragen, die mir Kunden am häufigsten stellen, lautet: „Was ist das beste Kalibriernormal für die Kalibrierung von analogen Manometern oder die Kalibrierung von digitalen Manometern?“ Zuerst antworte ich darauf immer… „es kommt darauf an.“
Diese Frage kann ich erst vollständig beantworten, wenn ich mehr über die Details Ihrer spezifischen Aufgaben erfahren habe. Es gibt viele Variablen, die sich darauf auswirken, welches Normal für die Druckkalibrierung Sie wählen sollten. Im Folgenden finden Sie eine Liste der wichtigsten Fragen, die Sie bei der Auswahl des besten Druckkalibriernormals für Ihre Anwendung leiten können.
1. Sollte ich analoge oder digitale Drucknormale für die Kalibrierung von Manometern verwenden?
Heutzutage sind die meisten Druckkalibriernormale digital, während Sie oft eine Mischung aus analogen und digitalen Manometern kalibrieren. Analoge Drucknormale wurden weitgehend durch digitale Normale ersetzt, da digitale Drucknormale über geringere Unsicherheiten verfügen und einfacher instandzuhalten und abzulesen sind. Es ist also durchaus üblich, sowohl für die Kalibrierung eines analogen Manometers als auch für die eines digitalen Manometers ein digitales Normal zu verwenden.
Einige Druckkalibriernormale verwenden Flüssigkeiten, einige verwenden Gas und andere Druckluft. In der Regel lassen sich mit einem Gas – Luft oder Stickstoff – geringere Drücke leichter erreichen, da es komprimierbar ist. Höhere Drücke sind bei flüssigen Medien in der Regel einfacher zu erreichen, da sie – zumindest für unsere Zwecke – nicht komprimierbar sind.
Aber diese Regeln sind nicht unumstößlich. Es gibt noch andere Faktoren, die man erwägen sollte. Zum Beispiel, ob die Geräte, die Sie kalibrieren, Flüssigkeiten ausgesetzt werden dürfen. Wenn ja – welchen Flüssigkeiten? Wenn Sie ein analoges Manometer kalibrieren, das zur Messung des Drucks von Trinkwasser verwendet wird, wollen Sie es nicht mit einem Kalibriermedium auf Erdölbasis kontaminieren.
Außerdem: Darf das Normal selbst Flüssigkeiten ausgesetzt werden? Einige schon, andere nicht. Bei manchen ist eine leichte Vermischung von Öl und Wasser in Ordnung, bei anderen nicht. Einige Geräte sind möglicherweise einfacher zu reinigen als andere. Analoge Manometer sind aufgrund ihrer geschlossenen Endausführung und des geringen Volumens der Bourdon-Röhre tendenziell etwas schwieriger zu reinigen.
Die schnelle Antwort ist, dass Sie für alle Bereiche, die bei Ihren Aufgaben vorkommen, Normale brauchen. Das heißt aber nicht unbedingt, dass Sie mehrere Normale benötigen. Je nach gewähltem Normal können Sie unter Umständen mit weniger mehr erreichen. Die Regel ist, dass Sie für einen größeren zu kalibrierenden Druckbereich ein komplexeres und teureres Normal brauchen. Ein Kalibriernormal mit geringerer Unsicherheit kann jedoch am Ende effizienter sein und insgesamt weniger kosten, als wenn Sie mehrere Geräte mit höherer Unsicherheit gekauft hätten.
Ein Gerät mit geringerer Unsicherheit anstelle von drei Geräten mit höherer Unsicherheit kann weniger kosten als diese drei Normale zusammen, sodass Sie bei der Beschaffung Kosten einsparen können. Zudem kann ein komplexeres Normal mit geringerer Unsicherheit sogar Prozesse vereinfachen und Fehler reduzieren. Wenn Ihre Kalibrieraufgaben alle mit einem Normal durchgeführt werden können, kann es nicht vorkommen, dass Bediener das falsche Normal benutzen und damit eventuell schlecht kalibrieren.
4. Wie finde ich heraus, welche Unsicherheit ich benötige?Manchmal wird Unsicherheit mit Auflösung verwechselt. Bei Druckkalibriernormalen bezieht sich die Unsicherheit darauf, wie weit das Kalibriernormal vom tatsächlichen Wert abweichen kann. Die Auflösung gibt die Anzahl der Dezimalstellen an, die das Kalibriernormal anzeigt. Mehr Dezimalstellen bedeuten nicht unbedingt eine geringere Unsicherheit. Dabei handelt es sich um zwei unabhängige Spezifikationen.
5. Wie vergleiche ich Unsicherheitsspezifikationen?Es ist wichtig für die Unsicherheit, sicherzustellen, dass alle Spezifikationen für Ihre Aufgaben mit der gleichen Terminologie ausgedrückt werden. Wenn Sie unterschiedliche Aufgaben haben, ist es vielleicht die Zeit wert, alle Angaben in die gleiche Terminologie umzurechnen, sodass sie alle in gleicher Art formuliert sind. Das spart Zeit und vermeidet Fehler bei der Wahl des richtigen Normals.
Die Unsicherheit einiger analoger Messgeräte ist in Klassen wie A, B oder 1A angegeben. Bei anderen wird die Unsicherheit als ein bestimmter Prozentsatz angegeben. Dies kann ein Prozentsatz des Endwerts des Messbereichs oder der Prozentsatz der Teile des Messbereichs sein. Im letzteren Fall wird die Unsicherheit für das obere und untere Viertel und die mittlere Hälfte des Messgeräts im X-Y-X-Format ausgedrückt. Wieder andere Messgeräte können Unsicherheitsspezifikationen in festen Werten wie +/- 10 PSI haben.
Dies macht die Kalibrierung extrem arbeitsintensiv für Kalibriertechniker, die Hunderte dieser Geräte kalibrieren müssen, die alle kleine Unterschiede bei den Unsicherheitsspezifikationen haben. Sie können sich das Leben viel einfacher machen, indem Sie eine Tabelle in Excel oder auf Papier erstellen und jedes Instrument in dieselbe Terminologie konvertieren. Es mag zwar im Vorfeld Mehrarbeit sein, aber es spart Zeit bei der nächsten Kalibrierung und hilft, sicherzustellen, dass Sie das richtige Kalibriernormal für Ihre Aufgaben festlegen.
Beispielsweise ist es verwirrend, auf die Schnelle auszurechnen, in welchem Verhältnis ein Messgerät mit „100 PSI +/- 1 PSI“ zu einem Normal mit Unsicherheit „0,05 % vom Bereichsendwert 300 PSI“ steht. Sie können stattdessen eine Tabelle erstellen und Äpfel mit Äpfeln vergleichen. In diesem Fall wählen wir eine gemeinsame PSI-Terminologie für die Unsicherheit aus.
- Das 100-PSI-Manometer hat eine Unsicherheit von +/- 1 PSI
- Der 300-PSI-Normal hat eine Unsicherheit von (0,05 % * 300 PSI) = +/- 0,15 PSI
- Wenn Sie die Unsicherheit des Messgeräts durch die des Normals dividieren, zeigt sich, dass das Normal 6,6-mal geringere Unsicherheit als das Gerät.
Bei den meisten Aufgaben in der Prozesskalibrierung gibt es mehrere gleiche Geräte für gleiche Anwendungen, wie etwa Fertigungslinien. Also müssen Sie nur die Manometer einer Fertigungslinie in die gleiche Terminologie umrechnen und diese dann auf andere identische Fertigungslinien übertragen.
Achten Sie darauf, die wiederkehrenden Instandhaltungskosten für die von Ihnen gewählten Kalibriernormale zu berücksichtigen. Kalibriernormale müssen selbst kalibriert werden. Die Kalibrierkosten für eine geringere Anzahl von Normalen mit geringerer Unsicherheit können sogar geringer sein als die Kalibrierkosten für eine höhere Anzahl von Geräten mit höherer Unsicherheit, was bedeutet, dass Sie den Unterschied bei den Beschaffungskosten innerhalb weniger Kalibrierzyklen ausgleichen können.
7. Wie oft müssen Manometer kalibriert werden?Die einfache Regel zur Kalibrierhäufigkeit von Manometern ist, der Empfehlung des Herstellers zu folgen. Es gibt jedoch einige spezielle Fälle, in denen Sie das Intervall ein wenig verlängern könnten. Ein guter Grund dafür wäre, wenn Sie eine nachweisliche Historie bei der Kalibrierung eines bestimmten Geräts haben. So können Sie beispielsweise die Abweichung eines Instruments über einen bestimmten Zeitraum erfassen und auf der Grundlage dieser Daten darauf vertrauen, dass Sie das Instrument nicht mehr jährlich kalibrieren müssen, sondern das Intervall auf zwei oder drei Jahre ausdehnen und trotzdem sicher sein können.
Ein weiterer Fall, bei dem Sie den Kalibrierzyklus eines Geräts verlängern können, ist ein Messgerät, das eine spezielle Anwendung hat und sehr selten verwendet wird. Vielleicht müssen Sie es nur direkt vor der Verwendung kalibrieren. Der Vorteil einer Verlängerung der Kalibrierintervalle ist, dass sie Zeit und Geld spart, aber nur, wenn Sie sicher sind, dass Sie die Sicherheit oder Unsicherheit Ihrer Geräte nicht riskieren.
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