کالیبراسیون فشارسنج ها ( پرشرمترها )، روش ها و نکته ها

انواع فشار سنج

ابزار اندازه گیری فشار در موارد بسیار متنوع و صنایع مختلفی استفاده می شود. به منظور اطمینان و حفظ عملکرد مناسب ابزارهای تحت فشار، کالیبراسیون فشارسنج یا پرشرمتر بصورت اولیه و منظم توصیه می شود. با این حال، با وجود چندین نوع ابزار فشار، سه نوع وجود دارد که عمدتاً در آزمایشگاه ها کالیبره می شوند: 

  1. مانومتر

این مانومترها ابزارهای اندازه گیری کاملا مکانیکی هستند که واحدهای فشار (bar، Pa، psi و …) را نشان می دهند. بسته به کاربرد آنها ممکن است دارای یک آشکار کننده آنالوگ یا دیجیتال باشند. 

  1. مبدل های فشار

آنها فشار اندازه گیری شده را به یک سیگنال الکتریکی آنالوگ تبدیل می کنند که متناسب با فشار اعمال شده است. بسته به مدل و کاربرد، سیگنال خروجی آنالوگ می تواند ولتاژ، جریان یا فرکانس باشد. مبدل های فشار به منبع تغذیه مداوم خارجی نیاز دارند. 

  1. ترانسمیترهای فشار

آنها واحدهایی متشکل از یک مبدل فشار و یک ماژول برای تنظیم و تقویت سیگنال مبدل هستند. بسته به نوع و کاربرد، اطلاعات خروجی یک فرستنده فشار می تواند ولتاژ (5 ولت، 10 ولت و غیره)، جریان (0-20 میلی آمپر، 4-20 میلی آمپر و غیره)، فرکانس یا فرمت دیجیتال مانند RS 232 باشد. فرستنده های فشار همچنین نیاز به منبع تغذیه مداوم خارجی دارند. 

تجهیزات کالیبراسیون فشارسنج یا پرشرمتر

متداول ترین ابزاری که توسط آزمایشگاه های کالیبراسیون برای کالیبراسیون فشار استفاده می شود، دستگاه های DWT و کالیبراتورهای فشار هستند.

 DWT

وزنه های هستند که به منظور بررسی صحت ابزار اندازه گیری فشار وزنی مشخصی را بر روی سیال وارد می کنند. در این روش از یک سیلندر پیستونی استفاده می شود که بار روی آن قرار می گیرد تا با اعمال فشار در زیر پیستون ابزار اندازه گیری تست شود. DWT ها می توانند به صورت هیدرولیکی یا پنوماتیکی کار کنند. این تسترها دقت بالایی دارند و به عنوان استانداردهای پایه شناخته می شوند.

 کالیبراتورهای فشار

اینها پر استفاده ترین ابزار برای کالیبراسیون فشار می باشند. ابزارهای دیجیتالی هستند که می توانند دستی یا رومیزی باشند. آنها می توانند حاوی پمپ فشار داخلی یا خارجی، و مبدل های فشار داخلی یا خارجی باشند. همچنین می توانند ذاتاً برای استفاده در محیط های انفجاری بالقوه ایمن باشند. کالیبراتورهای فشار می توانند دارای ماژول های الکتریکی یا دما باشند تا بتوانند ولتاژ، جریان و دما را اندازه گیری و/یا تولید کنند. استفاده از این ابزارها واقعا آسان است و به خصوص برای کالیبراسیون فشار در محل بسیار راحت هستند.

 روش کالیبراسیون فشارسنج یا پرشرمتر

قبل از شروع هر روش کالیبراسیون، سایر الزامات مترولوژیکی باید مد نظر قرار داده شود. ابزار مورد تست باید برای مدتی در آزمایشگاه قرار داده شود تا با سپری شدن مدت کافی به شرایط محیطی تثبیت شده ای برسد. وضعیت گیج فشار باید بررسی شود تا اطمینان حاصل شود که بر روی آن هیچ آسیب یا نقص آشکاری وجود ندارد. در این میان باید توجه ویژه ای به مشخصات درج شده توسط سازنده در مورد موقعیت نصب، گشتاور یا هر نیاز خاص دیگر شود.

در مثال زیر فرض می کنیم که استاندارد مرجع ما یک کالیبراتور فشار با پمپ داخلی است. گیج فشار باید به خروجی کالیبراتور فشار متصل شود. برای جلوگیری از نشتی که بر نتیجه اندازه گیری تاثیر می گذارد، باید به محکم بودن اتصالات توجه شود.

 بررسی مقدماتی

قبل از اقدام به کالیبراسیون، باید یک بررسی مقدماتی انجام شود تا وضعیت گیج فشار مشخص شود:

  1. ابزار را راه اندازی کنید و حداقل دو بار فشار را  حد حداکثری دستگاه برسانید و حداقل برای یک دقیقه شرایط را حفظ کنید.
  2. در طول اولین افزایش فشار، به فشار نمایشگر برای مشاهده تطابق با مشخصات ذکر شده برای دستگاه دقت کنید.
  3.  نمایشگر گیج را در مقادیر 0%، 50% و 100% دامنه اندازه گیری دستگاه بخوانید.

 مراحل کالیبراسیون فشارسنج یا پرشرمتر

معمول ترین روش کالیبراسیون، رویه پایه ای است که در Euramet/CG-17/v.01 «راهنماهای کالیبراسیون مانومترهای الکترومکانیکی» توضیح داده شده است:

کالیبراسیون یک بار در شش نقطه فشار (تقسیم شده در رنج اندازه گیری گیج) در حالات افزایشی و کاهشی فشارهای انجام می شود. تکرارپذیری آزمون از طریق سه اندازه گیری مکرر در یک نقطه فشار (ترجیحاً در 50 درصد توان کل) تخمین زده می شود.

در هر نقطه فشار حداقل داده های زیر باید ثبت شود:

  • فشار نشان داده شده توسط ابزار مرجع
  • عدد نشانگر ابزار مورد آزمایش
  • مقادیر کمیت های موثر (دما، فشار اتمسفر)
  • پارامترهای شناسایی ابزار مورد آزمایش
  • پارامترهای شناسایی ابزارهای موجود در سیستم اندازه گیری

 گزارش کالیبراسیون فشارسنج یا پرشرمتر

گزارش کالیبراسیون باید نتایج را به گونه ای ارائه کند که به راحتی توسط کاربر نهایی قابل ارزیابی باشد. علاوه بر مقدار میانگین اندازه گیری فشار افزایشی و کاهشی و انحراف مقدار میانگین از مقدار مرجع، خطای تکرارپذیری و خطای هیسترزیس نیز باید ارائه شود.

هیسترزیس به هیسترزیس مکانیکی دیافراگم حسگر مربوط می شود. در این حالت فشار قرائت شده دستگاه بسته به حالت افزایشی یا حالت کاهشی فشار قبل از قرائت متفاوت می باشد. خطای هیسترزیس به عنوان انحراف در مقدار بین مقدار فشار افزایشی و کاهشی اندازه گیری شده در یک نقطه تعریف می شود.

 عدم قطعیت گیج فشار

در مواردی که کالیبراسیون مربوط به یک ابزار اندازه گیری فشار آنالوگ است، چندین علت برای وجود عدم قطعیت وجود دارد. برخی از آنها در زیر ارائه شده است:

  • عدم قطعیت ابزار مرجع در شرایط استفاده (عدم قطعیت گواهی کالیبراسیون، پایداری طولانی مدت، شرایط محیطی و غیره)
  • عدم قطعیت به دلیل تکرارپذیری
  • عدم قطعیت به دلیل قدرت تفکیک محدود ابزار مورد آزمایش
  • عدم قطعیت ناشی از هیسترزیس ابزار مورد آزمایش
  • عدم قطعیت ناشی از برآورد تصحیح سر بین ابزار مورد آزمایش و ابزار مرجع
  • سوگیری شخصی در خواندن ابزارهای آنالوگ

با پیروی از اصول EA-4/02 “بیان عدم قطعیت اندازه گیری در کالیبراسیون” می توانیم عدم قطعیت را برای هر مقدار اندازه گیری ارزیابی کنیم.

نمونه ای از پروژه های انجام شده در شرکت احیاگران

 

 

ادامه دارد…

مقاله قبلی

× در واتساپ در ارتباط باشید