Czech

Kalibrace tlakového snímače

29. Led 2021 | Kalibrace

Tlakový snímač je zařízení převádějící tlak na proud (nebo také P na I) používané k převodu řídicích signálů analogové smyčky pneumatického systému o tlaku 3–15 PSI nebo jiných měřených tlaků na analogové řídicí signály elektrické smyčky 4–20 mA. Tlakové snímače jsou jednou ze dvou součástí nacházejících se ve většině provozních přístrojů – druhou je primární prvek, například průtokové trubice, clony, tlaková čidla a další. Snímače zpracovávají signál generovaný primárním prvkem, který nejprve charakterizují v lineárním formátu a následně na něj uplatňují koeficienty technických jednotek, než jej vyšlou v podobě analogového proudu.

Proč je kalibrace tlakového snímače důležitá

Provozní vlastnosti tlakových snímačů jsou klíčové pro řídicí systémy zpracovatelského závodu a často se instalují do náročných provozních prostředí, které v průběhu času způsobují posuny nebo změny jejich parametrů. Aby se zabránilo selhání tlakového snímače a zachovala se provozuschopnost těchto zařízení v rámci očekávaných tolerancí, je třeba provádět pravidelné ověřování, údržbu a kalibraci.

Navíc k zachování vlastností tlakového snímače zajišťuje vhodná kalibrace, že zařízení dle normy ISO/IEC 17025 nadále produkují platné výsledky.

Jak zkalibrovat tlakový snímač

Zařízení používané v tomto příkladu představuje typ P na I se vstupními tlakovými ventily o hodnotě 3–15 PSI pro výstupní rozsah 0 % až 100 % (napájení z produdové smyčky) o hodnotách 1–5 mV pro rozsah 0 % a 100 %, ±2 %. Tento podrobný příklad zahrnuje 1) tříbodový test zvyšováním tlaku (3↑) před seřízením (As Found) na hodnotách 0–50–100 % a označení výsledků, 2) seřízení nulové hodnoty a rozsahu (100 %) P na I a následně 3) tříbodový test zvyšováním tlaku po seřízení (As Left) na hodnotách 0–50–100 % a vyznačení těchto výsledků pomocí záznamového technologického kalibrátoru Fluke 754.

Krok 1. Připojte tlakový modul k přístroji 754 DPC. Připojte vstup P na I a výstup ručního tlakového čerpadla ke vstupu tlakového modulu pomocí spojky typu „T“ (obrázek 1). Pokud používáte rozdílový tlakový modul, zajistěte (pro tento příklad), aby se jednalo o modul pro tlak 15 PSI a připojte ho ke vstupu označeného „H“.

Obrázek 1 Obrázek 1

Krok 2. Proveďte připojení z obou prostředních banánkových zdířek na kalibrátoru (DPC) do vstupu P na I, přes který je smyčka napájena (obrázek 1).

Krok 3. V dalším kroku stiskněte na DPC tlačítko „SETUP“. Na napájení smyčky by se měl objevit kurzor. Stiskněte „ENTER“, šipku dolů na Enabled a znovu stiskněte „ENTER“. V dalším kroku stiskněte programovatelné tlačítko „DONE“.

Krok 4. Po propojení a za předpokladu je kalibrátor zapnutý (na obrazovce měření), použijte tlačítko mA.

Krok 5. V dalším kroku stiskněte tlačítko „MEAS/SOURCE“. Nyní se nacházíte na obrazovce zdroje (obrázek 2).

Obrázek 2 Obrázek 2

Krok 6. Jelikož si přejeme získat zdroj tlaku (pomocí ručního čerpadla), stiskněte tlačítko „PRESSURE“ (přímo nad tlačítkem HART) (obrázek 3).

Obrázek 3 Obrázek 3

Krok 7. V dalším kroku stiskněte tlačítko „MEAS/SOURCE“ a měli byste se nacházet v režimu rozdělené obrazovky (obrázek 4).

Obrázek 4

Krok 8. V tomto okamžiku stiskněte možnost „As Found“, vyberte položku „INSTRUMENT“ a stiskněte „ENTER“. Následně vyplňte šablonu podle obrázku 5.

Obrázek 5

Stiskněte tlačítko „DONE“. Nyní by se měla objevit rozdělená obrazovka s programovatelnými tlačítky „ABORT“, „AUTO TEST“ a „MANUAL TEST“.

Krok 9. Vyberte tlačítko „MANUAL TEST“ a vyčkejte na výzvu z DPC: „Go to 3 PSI“ (Přejděte na 3 PSI) (obrázek 6).

Obrázek 6

V tomto okamžiku pomocí ručního čerpadla zvyšujte tlak, dokud není displej DPC přiměřeně blízko tlaku 3 PSI a stiskněte tlačítko „ACCEPT POINT“. Nyní by měl DPC zobrazit „Go to 9 PSI“ (Přejděte na 9 PSI). Znovu pomocí ručního čerpadla přidejte tlak na hodnotu blízko 9 PSI a stiskněte tlačítko „ACCEPT POINT“. Když DPC zareaguje hlášením „Go to 15 PSI“ (Přejděte na 15 PSI), zvyšte tlak na tuto hodnotu a stiskněte „ACCEPT POINT“.

Je třeba pochopit klíčovou funkci DPC v tomto okamžiku. DPC vypočítává chybu změřené hodnoty proudu na základě odchylky tlaku ze zdroje. To znamená, že pokud zdroj dodává tlak 3,120 PSI (1 % rozpětí nad jmenovitou hodnotu), DPC bude očekávat hodnotu proudu 4,160 mA (také 1 % rozpětí nad jmenovitou hodnotu). Aby bylo možné provést správné vyhodnocení zařízení, musíte se dostat přiměřeně blízko ke jmenovitým hodnotám tlaků pomocí ručního čerpadla. Zbývající chybu zdrojového tlaku kompenzuje DPC během výpočtů měřeného proudu.

Krok 10. Jakmile DPC dokončí toto vyhodnocení, zobrazí obrazovku souhrnu následného testu pomocí sloupců SOURCE, MEASURE a ERROR (obrázek 7).

Obrázek 7

Krok 11. Nyní se zobrazí obrazovka zadání Značky (Tag) (obrázek 8).

Obrázek 8

K úpravě položek stiskněte klávesu „ENTER“, po dokončení stiskněte „DONE“, dokud se rozdělená obrazovka znovu nezobrazí s programovatelnými tlačítky „AS LEFT“, „ADJUST“, „SAVE“ a „MORE CHOICES“.

Krok 12. V tento okamžik vyberte možnost „ADJUST“ a DPC provede zdrojování 0 % s pokynem „Go to 3 PSI“ (Přejděte na 3 PSI) a měří 4 mA s tolerancí 2 %. Pokud chyba změřeného proudu přesahuje 2% tolerance, zobrazí se inverzně. Nastavte nulu na zařízení P na I, dokud není chyba menší než 2 %. V dalším kroku vyberte možnost „Go to 100%“ (Přejděte na 100 %) a nastavte rozpětí stejným způsobem.

Krok 13. Po nastavení vyberte možnost „AS LEFT“, „DONE“ a „MANUAL TEST“ a opakujte krok 9. Pokud bylo nastavení úspěšné, všechny chyby v souhrnu po seřízení by měly být zobrazeny normálně (obrázek 9).

Obrázek 9

Krok 14. Vyberte tlačítko „DONE“, „DONE“ a znovu „DONE“ a je hotovo!

Kalibrační certifikát tlakového snímače

Kalibrační certifikát zajišťuje návaznost a označuje kvalitu tlakového snímače v průběhu času. Certifikát je nezbytný pro zachování dobrého stavu zařízení dle normy ISO/IEC 17025 a také poskytuje dalším osobám, včetně spolupracovníků a zákazníků, ověření platnosti údajů a kvality. Zde naleznete základní prvky, které musí být součástí kalibračního certifikátu tlakového snímače:

  1. Informace v záhlaví: Logo společnosti je napravo a logo akreditované laboratoře je nalevo. Mají proporcionálně stejnou velikost a jsou založeny na normách podnikových značek.
  2. Název certifikátu: Upřednostňuje se „Kalibrační certifikát“ před „Kalibračním protokolem“.
    1. Název umístění laboratoře: Nachází se přímo pod názvem.
  3. Údaje testovaného zařízení
    1. Popis
    2. Výrobce (dle identifikace v přístroji)
    3. Číslo modelu
    4. Výrobní číslo
  4. Informace související s provedením kalibrace
    1. Datum vystavení certifikátu
    2. Jedinečné číslo certifikátu
    3. Datum kalibrace
    4. Platnost kalibrace (v případě neznámé hodnoty může být položka ponechána prázdná)
    5. Podmínky okolního prostředí (na základě podmínek, ve kterých kalibrace proběhla, obvykle v jednotkách SI a tuto hodnotu lze potlačit, pokud se na kalibraci nevztahuje)
  5. Prohlášení o kalibraci, které uvádí konkrétní požadavek na návaznost kalibrace. Například ISO 17025 vyžaduje, aby zařízení navazovalo na mezinárodního systému jednotek (SI), což lze realizovat prostřednictvím vhodného uznávaného národního metrologického institutu (NMI), například NIST v USA, PTB v Německu nebo NIM v Číně.
Kalibrační certifikát

Stránka 2 pokračování – toto je autentický certifikát, takže některé z informací na titulní straně se opakují.

  1. Informace o normách (ve formátu tabulky)
    1. Konkrétní použité přístroje
    2. Popis zařízení (tj. výrobce a číslo modelu)
    3. Datum kalibrace
    4. Platnost kalibrace přístroje
  2. Údaje kalibrace (v tabulkovém formátu)
    1. Parametry (např. odpor, ověření naměřeného stejnosměrného napětí)
    2. Skutečná hodnota
    3. Naměřená hodnota
    4. Absolutní chyba
    5. Tolerance zkoušky
    6. Rozšířená nejistota

Kalibrační certifikát musí obsahovat samolepku kalibrace, místo pro podpis, adresu a telefonní číslo akreditované laboratoře, čísla stránek a celkový počet stránek (tj. stránka 1 ze 7) a data revizí.

Poskytovatel kalibrace tlakových snímačů

Poskytovatelem kalibrace tlakových snímačů může být jedna z mnoha nezávislých kalibračních laboratoří. Pokud potřebujete kalibraci několika přístrojů, zvažte okolnosti a návratnost nákupu kalibrátoru k provádění kalibrací interně.