کالیبراسیون تولید با مقایسه با تجهیزات کالیبراسیون مرجع و سپس انجام تنظیمات لازم، دقت و سازگاری ابزارهای اندازه گیری را تضمین می کند. اهمیت اولیه کالیبراسیون این است که دقت، استانداردسازی و تکرارپذیری را در اندازه‌گیری‌ها حفظ می‌کند و معیارها و نتایج قابل اعتماد را تضمین می‌کند. بدون کالیبراسیون منظم، تجهیزات ممکن است از مشخصات خارج شوند، اندازه‌گیری‌های نادرست ارائه کنند و کیفیت، ایمنی و طول عمر تجهیزات را به خطر بیندازند.

در این مقاله، ما قصد داریم در مورد کالیبراتورهای ابزار بحث کنیم و به شما نشان دهیم که چگونه می توان از آنها در صنعت کنترل فرآیند برای کالیبراسیون و عیب یابی استفاده کرد.

کالیبراسیون ابزار صنعتی

کالیبراسیون چیست؟

ابزارهای اندازه گیری داده هایی را ارائه می دهند که می توانند برای نظارت بر هر مرحله از فرآیند تولید مورد استفاده قرار گیرند و می توانند مستقیماً بر کیفیت خدمات یا محصولات یک شرکت تأثیر بگذارند. حتی کوچکترین انحراف در اندازه گیری ها می تواند منجر به مشکلات تولید شود.

کالیبراسیون ابزار به اطمینان و بهینه سازی پارامترهای کنترلی موثر بر فرآیند تولید کمک می کند و در نتیجه کیفیت این فرآیند را افزایش می دهد. کالیبراسیون نقشی اساسی در پیاده سازی و نگهداری سیستم های کیفیت بین المللی (ISO 9000، ISO TS16949، VDA و غیره) در شرکت ها ایفا می کند.

 

چه زمانی باید ابزارها را کالیبره کرد؟

اگر کمیتی که اندازه گیری می شود به طور دقیق توسط ابزار اندازه گیری نشان داده نمی شود، ابزار اندازه گیری احتمالاً نیاز به کالیبراسیون دارد.

ما می توانیم کمیت در حال اندازه گیری را با یک کالیبراتور ابزار جایگزین، اندازه گیری کنیم. کالیبراسیون را می توان با مقایسه قرائت عدد یک دستگاه مورد نظر با مقادیر داده شده توسط کالیبراتور ابزار انجام داد.

کالیبراسیون ابزار، تنظیم یا مجموعه ای از تنظیماتی است که بر روی یک دستگاه انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که خوانش های ابزار دقیقاً کمیت اندازه گیری شده را نشان می دهد.

 

چرا ابزارها را کالیبره کنیم؟

  • ابزارها به دلایل زیادی نیاز به کالیبراسیون دارند.
  • تجهیزات به مرور زمان خراب می شوند.
  • هر زمان که تعمیر و نگهداری روی یک ابزار انجام شود، باید کالیبره شود.
  • اغلب محدوده یک ابزار تغییر می کند و در نتیجه نیاز به کالیبراسیون دارد.
  • اگر در نتیجه عیب یابی عیوب پیدا و تعمیر شوند، به احتمال زیاد هر ابزاری که در فرآیند عیب یابی مورد استفاده قرار گرفتند، نیاز به کالیبراسیون دارد.

 

انواع کالیبراتور ابزار

ابزارهای مختلفی در کنترل فرآیند استفاده می شود، بنابراین باید کالیبراتورهای مختلفی نیز وجود داشته باشد. بیایید به چند نوع مختلف کالیبراتور ابزار نگاه کنیم.

 

۱) بلوک (چاه خشک)

کالیبراتورهای بلوکی یا چاه خشک برای کالیبره کردن پروب های دما مانند RTD و ترموکوپل استفاده می شود. سنسور دما در کالیبراتور چاه خشک قرار می گیرد. یک بلوک فلزی گرم می شود و در دمای دقیقی نگهداری می شود.

کالیبراتور بلوکی

۲) حمام مایع

کالیبراتور حمام مایع شبیه به کالیبراتور چاه خشک است زیرا سنسور دما در داخل آن قرار می گیرد. تفاوت بزرگ این است که سنسور در مایعی غوطه ور است که گرم می شود و در دمای دقیقی نگهداری می شود.

کالیبراتور حمام مایع

۳) پنوماتیک

کالیبراتورهای پنوماتیک فشار تنظیم شده ای را در صورت نیاز برای کالیبره کردن، آزمایش یا عیب یابی ابزار فشار فراهم می کنند.

کالیبراتور پنوماتیک ۳-الف) دستگاه تست وزن مرده (DWT)

یکی از قدیمی ترین و دقیق ترین کالیبراتورهای پنوماتیکی Dead Weight Tester) DWT) است. DWT دارای چندین Dead Weight است که دقیقاً در واحدهای فشار کالیبره شده اند.

یک DWT زمانی به وضعیت شناور می رسد که نیروی رو به بالا تولید شده توسط یک پمپ دستی توسط یک فشار رو به پایین برابر و مخالف از وزن مرده که در بالای پیستون قرار می گیرد متعادل شود. هنگامی که پیستون شناور می شود، ابزار مورد آزمایش را می توان برای نشان دادن فشار روی وزن مرده کالیبره کرد.

 

۳-ب) آسپیراتور (Aspirator)

نوع دیگری از کالیبراتورهای پنوماتیکی، آسپیراتور دستی است. یک دسته قیچی مانند فشار خروجی را تنظیم می کند و یک گیج دیجیتال بازخوانی فشار را نشان می دهد. آسپیراتورهای دستی مخصوصاً هنگام آزمایش میدانی و کالیبره کردن وسایلی مانند سوئیچ فشار مفید هستند.

 

۴) کالیبراتورهای مرجع سیگنال (Signal reference calibrators)

همانطور که از نام آن پیداست، کالیبراتورهای مرجع سیگنال می توانند سیگنال های الکتریکی مختلفی را تولید کنند. انواع مختلفی از کالیبراتورهای مرجع سیگنال برای تولید خروجی های الکتریکی مانند ولتاژ، جریان، اهم، فرکانس و غیره وجود دارد.

کالیبراتور مرجع سیگنال

بسیاری از کالیبراتورهای مرجع سیگنال قادر به شبیه سازی ترموکوپل ها و RTD ها نیز هستند. این نوع کالیبراتور که اغلب به عنوان شبیه‌ساز شناخته می‌شود، می‌تواند خروجی سنسور را با دقت بازتولید کند و آن خروجی را در واحدهای متغیری که نشان می‌دهد نمایش دهد. به عنوان مثال، یک کالیبراتور می تواند مقدار اهم مورد نیاز ۲۱۲ اهم مربوط به PT100 RTD را در ۳۰۰ درجه سانتیگراد تولید کند.

بسیاری از کالیبراتورهای مرجع سیگنال، فقط برای تطبیق پذیری بیشتر آنها، عملکردهای اندازه گیری مشابه مولتی متر دیجیتال را انجام می دهند. این کالیبراتورهای چند منظوره بسیار مفید هستند. به عنوان مثال، یک فرستنده ترموکوپل را می توان در کل محدوده دمایی خود با استفاده از تابع شبیه سازی ترموکوپل کالیبراتور کالیبره کرد. کاربر نوع ترموکوپل را روی یک کالیبراتور انتخاب کرده و دمای شبیه سازی مورد نیاز را وارد می کند. خروجی جریان mA فرستنده حاصل توسط عملکرد اندازه گیری کالیبراتور نمایش داده می شود.

به عنوان یک ابزار عیب یابی، یک کالیبراتور چند منظوره بسیار ارزشمند است. با چند اندازه گیری سریع، یک Field Tech می تواند تشخیص دهد که آیا نقص توسط سنسور یا ترانسمیتر ایجاد شده است.

کالیبراتور مرجع سیگنال

حالت های مرجع و شبیه سازی

Source و Simulate دو اصطلاحی هستند که معمولاً توسط فروشندگان کالیبراتور برای توصیف حالت های عملکرد استفاده می شود. بیایید نگاهی دقیق تر به هر عملکرد داشته باشیم.

 

۱) حالت مرجع

ما قبلاً در مورد قابلیت های Source یک کالیبراتور صحبت کرده ایم. قبلاً گفتیم که یک کالیبراتور مرجع سیگنال می تواند خروجی های الکتریکی مانند ولتاژ و جریان تولید کند.

در حالت منبع، کالیبراتور سیگنال های کالیبره شده ای را برای آزمایش و کالیبره کردن ابزارهای فرآیند تولید می کند.

حالت مرجع کالیبراتور

۲) حالت شبیه سازی

در حالت شبیه سازی، کالیبراتور یک فرستنده را در یک پیکربندی لوپ ۲ سیمه جایگزین یا شبیه سازی می کند. کالیبراتور را می توان برای تامین جریان های آزمایشی قابل تنظیم، تنظیم کرد. مثال:

عیب یابی یک لوپ جریان ۲ سیمه

خوب… بیایید ببینیم که چگونه می‌توان از حالت‌های منبع کالیبراتور و شبیه‌سازی در عیب‌یابی یک لوپ جریان ۲ سیمه استفاده کرد. لوپ ما دارای یک منبع تغذیه و یک ترانسمیتر ۲ سیمه است که به صورت سری با یک ماژول ورودی جریان آنالوگ PLC متصل شده است. سیگنال ۴-۲۰ میلی آمپری که در لوپ جریان دارد، فرآیند اندازه گیری شده را نشان می دهد.

حالت شبیه سازی کالیبراتور

خوب… بیایید PLC را از لوپ جدا کنیم و آن را در حالت Source به کالیبراتور وصل کنیم. اکنون می توانیم ورودی PLC را با تنظیم جریان خروجی از کالیبراتور آزمایش کنیم.

بیایید نگاهی به نحوه اتصال کالیبراتور در لوپ ۲ سیمه در حالت شبیه سازی بیندازیم.

در حالت Simulate، ترانسمیتر از لوپ ۲ سیمه جدا شده و کالیبراتور در جای خود قرار می گیرد. اکنون می توانیم ترانسمیتر ۲ سیمه را با تنظیم جریان خروجی از کالیبراتور شبیه سازی کنیم.

عیب یابی یک لوپ جریان 2 سیمه

چرا دقت در تولید بسیار مهم است؟

مهم ترین دلیلی که دقت به عنوان استانداردی حیاتی در ساخت مطرح است، کیفیت و ایمنی قطعه تمام شده است. علاوه بر کیفیت، عملکرد و ایمنی، محصولات تولید نادرست ناشی از ماشین آلات کالیبره نشده می تواند منجر به موارد زیر شود:

  • نرخ بالای قطعات رد شده – ماشین آلات کالیبره نشده باعث ناکارآمدی در تولید و منجر به هدر رفتن مواد می شود. اگر فرآیندهای کنترل کیفیت شما قطعات نادرست را رد نکند، مشتریان شما مطمئناً این کار را خواهند کرد.
  • هزینه و زمان بیش از حد – تعداد بالای قطعات رد شده یا به تولید اضافی برای جایگزینی آنها یا فرآیندهای تکمیلی اضافی برای رساندن آنها به مشخصات نیاز دارد. این الزامات زمان تولید را افزایش می دهد. آنها همچنین هزینه های فرآیندی را اضافه می کنند که نمی توانند به مشتری منتقل شوند.
  • ملزومات ساخت کالا – اگر قطعات نادرست تحویل داده شوند یا با تأخیر تحویل داده شوند، ممکن است مشتری درخواست تولید قطعات و کالاها بدون پرداخت هزینه مجدد داشته باشد یا بدتر از آن، ممکن است تجارت و همکاری خود را به جای دیگری ببرد.
  • آسیب به شهرت – مشتریان ناراضی ممکن است نظرات آنلاین ضعیفی درباره خدمات شما بگذارند و برند شما و جذب مشتریان جدید شما را به خطر بیندازند.

 

اهمیت کالیبراسیون در تولید

کالیبراسیون نقش مهمی در جلوگیری از تولید قطعات نادرست ایفا می کند، بنابراین مزایای کالیبراسیون برای ماشین آلات و تجهیزات اندازه گیری شما قابل اغراق نیست. جنبه های مختلفی از کالیبراسیون در تولید وجود دارد، اما به طور کلی، کالیبراسیون در این دو حوزه کلیدی مهم است:

  • کالیبراسیون تجهیزات اندازه گیری تضمین می کند که فرآیندهای کنترل کیفیت شما دقیق هستند و قطعاتی را که باید رد شوند را نمی پذیرید.
  • کالیبراسیون برای ماشین‌های تولیدی با حصول اطمینان از اینکه تجهیزات طبق انتظار عمل می‌کنند، فرآیند کارآمدتری ایجاد می‌کند. تجهیزات کالیبره نادرست منجر به نتایج تولید غیرقابل پیش بینی و محصولات نادرست می شود.

 

جمع بندی

  • کالیبراسیون ابزار تنظیم یا مجموعه ای از تنظیمات است که بر روی یک ابزار انجام می شود تا آن ابزار تا حد امکان دقیق یا بدون خطا کار کند.
  • ابزارها نیاز به کالیبراسیون دارند:
  1. زیرا تجهیزات به مرور زمان تخریب می شوند
  2. پس از تعمیر و نگهداری برای اطمینان از مطابقت تجهیزات با داده های کالیبراسیون
  3. هنگامی که محدوده کالیبراسیون تغییر می کند
  4. در حین یا بعد از عیب یابی
  • ۴ نوع مختلف کالیبراتور ابزار عبارتند از:
  1. بلوک
  2. حمام مایع
  3. پنوماتیک
  4. مرجع سیگنال
  • Source و Simulate دو اصطلاحی هستند که معمولاً توسط فروشندگان کالیبراتور برای توصیف حالت های عملکرد استفاده می شود.