Trykktransduserkalibrering

En trykktransduser er en trykk-til-strøm-, eller P-til-I-enhet, som brukes til å konvertere pneumatiske, analoge sløyfestyringssignaler på 3–15 psi eller andre målte trykk til elektriske, analoge sløyfestyringssignaler på 4–20 mA. Trykktransdusere er av to deler i de fleste feltinstrumenter, den andre er et hovedelement, som f.eks. strømningsrør, måleskiver, trykksensorer og m.m. Transdusere behandler signalet som genereres av hovedelementet. De karakteriserer det først i lineært format og bruker tekniske enhetskoeffisienter på signalet før det sendes analogt som mA.

Grunnen til at kalibrering av trykktransdusere er viktig

Trykktransduserytelsen er kritisk for stryringssystemene i prosessanlegg. De monteres ofte i barske driftsomgivelser som gjør at ytelsen endres over tid. Det kreves periodisk verifikasjon, vedlikehold og kalibrering for å hindre trykktransdusersvikt og sikre at utstyret opererer innenfor forventede grenser.

I tillegg til å opprettholde trykktransduserytelsen sikrer korrekt kalibrering at ISO/IEC 17025-anlegg fortsetter å oppnå akseptable resultater.

Slik kalibrerer du trykktransdusere

Enheten som brukes i dette eksemplet, er en P-til-I med ventiler for inngående trykk på 3–15 psi for 0 og 100 %, og med utgående signal (trukket fra sløyfeforsyningen) på 1–5 mV for 0 % og 100 %, +/- 2 %. Dette trinnvise eksemplet omhandler 1) utførelse av en trepunkts stigende (3↑) forhåndsjusteringstest («As Found» – som funnet) ved 0, 50 og 100 % og merking av resultatene, 2) justering av nullpunkt og måleområde (100 %) på P-til-I-enheten og 3) utførelse av en trepunkts stigende etterjusteringstest («As Left» – som etterlatt) ved 0, 50 og 100 % og merking av disse resultatene med Fluke 754 dokumenterende prosesskalibrator (DPC).

Trinn 1. Koble trykkmodulen til 754 DPC. Koble inngangen på P-til-I-enheten og utgangen fra en trykkhåndpumpe til inngangen på trykkmodulen med en T-kobling (figur 1). Hvis du bruker en differensialtrykkmodul, sørg for at (i dette eksemplet) det er en modul på 15 psi og koble til inngangen merket H.

Figur 1

Trinn 2. Koble de to midtre bananpluggkontaktene på DPC til inngangen for sløyfeforsyning på P-til-I-enheten (figur 1).

Trinn 3. Deretter trykker du på tasten «SETUP» (oppsett) på DPC. Markøren skal starte på sløyfeforsyning. Trykk på «ENTER», trykk på nedoverpilen til «Enabled» (aktivert), og trykk på «ENTER». Deretter trykker du på skjermtasten «DONE» (ferdig).

Trinn 4. Når tilkoblingene er gjort og utstyret er påslått (eller måleskjermen), velger du mA-tasten.

Trinn 5. Deretter trykker du på tasten «MEAS/SOURCE» (mål/generer) som tar deg til genereringsskjermen (figur 2).

Figur 2

Trinn 6. Ettersom vi vil generere trykk (med en håndpumpe), trykk på tasten «PRESSURE» (trykk, rett over «HART») (figur 3).

Figur 3

Trinn 7. Deretter trykker du en gang på «MEAS/SOURCE» for å få delt skjerm (figur 4).

Trinn 8. Nå trykker du på «As Found», velger «INSTRUMENT», og trykker på «ENTER». Deretter fyller du ut malen iht. figur 5.

Trykk på «DONE» Nå skal valgene «ABORT» (avbryt), «AUTO TEST» (automatisk test) og «MANUAL TEST» (manuell test) vises på den delte skjermen.

Trinn 9. Velg «MANUAL TEST», og se etter denne ledeteksten på DPC: «Go to 3 PSI» (gå til 3 psi) (figur 6).

Nå kan du bruke håndpumpen til DPC-displayet viser omtrent 3 psi. Trykk da på «ACCEPT POINT» (godta punkt). Nå skal DPC vise «Go to 9 PSI» (gå til 9 psi). Bruk håndpumpen til å pumpe til omtrent 9 psi, og trykk på «ACCEPT POINT». Når DPC svarer med «Go to 15 PSI» , pumper du til 15 psi og trykker på «ACCEPT POINT».

Nå er det viktig å forstå en av DCPs nøkkelegenskaper: Når DPC beregner feilen for målt mA, gjør den det basert på avviket for det genererte trykket. Det betyr at hvis du genererer 3,120 psi (1 % av måleområdet over nominelt), ser DPC etter en mA-avlesing på 4,160 mA (også 1 % av måleområdet over nominelt). For å få en korrekt evaluering av enheten trenger du bare å komme rimelig nær de nominelle trykkverdiene med håndpumpen. Resten av feilen i generert trykk kompenserer DPC for i mA-målingsberegningene.

Trinn 10. Når DPC har fullført denne evalueringen, viser den en sammendragsskjerm etter testen med kolonnene «SOURCE» (generert), «MEASURE» (målt) og «ERROR» (feil) (figur 7).

Trinn 11. Nå får du se skjermen for å legge inn etiketter (figur 8).

Trykk på «ENTER»-tasten for å redigere oppføringene, og trykk på «DONE» ved fullføring, til den delte skjermen vises på nytt med tastene «AS LEFT» (som etterlatt), «ADJUST» (juster), «SAVE» (lagre) og «MORE CHOICES» (flere valg).

Trinn 12. Nå kan du velge «ADJUST», så genererer DPC 0 %, ber deg om å «Go to 3 PSI» (gå til 3 psi) og måler for 4 mA til 2 %. Såfremt feilen overskrider 2 %, vises feilvinduet i måledelen av skjermen som et negativbilde. Juster nullen på P-til-I-enheten til feilen blir mindre enn 2 %. Velg deretter «Go to 100%» (gå til 100 %), og juster måleområdet på samme måte.

Trinn 13. Etter at justeringen er fullført, velg «AS LEFT», «DONE» og «MANUAL TEST» og gjenta trinn 9. Hvis justeringen lyktes, skal alle feilene i sammendraget etter kjøring, vises normalt (figur 9).

Trinn 14. Velg «DONE» tre ganger og du er ferdig!

Kalibreringssertifikat for trykktransdusere

Kalibreringssertifikatet gir sporbarhet og identifiserer trykktransduserens kvalitet over tid. Sertifikatet er nødvendig for opprettholde god status som et ISO/IEC 17025-anlegg, og det gir også andre, inkludert samarbeidspartnere og kunder, en bekreftelse på datavaliditet og -kvalitet. Her er hovedelementene som kalibreringssertifikater for trykktransdusere må inneholde:

1. Overskriftsinformasjon: Selskapslogoen skal være på høyre side og logoen for laboratorieakkrediteringsorganet på venstre side. De skal være av samme størrelse og basert på merkevarestandarder for bedrifter.
2. Rapporttittel: «Kalibreringssertifikat» er bedre enn «Kalibreringsrapport».
   1. stedsangivelse for laboratoriet: rett under tittelen
3. Enhet under testinformasjon
   1. beskrivelse
   2. produsent (som identifisert på instrumentet)
   3. modellnummer
   4. serienummer
4. Informasjon relatert til kalibreringshendelsen
   1. utstedelsesdato (for sertifikatet)
   2. unikt sertifikatnummer
   3. kalibreringsdato
   4. forfallsdato for kalibrering (kan stå tomt hvis ukjent)
   5. miljøforhold (basert på forholdene ved kalibrering, vanligvis i SI-enheter, kan utelates hvis ikke relevant for kalibreringen)
5. Kalibreringserklæring som identifiserer det spesifikke sporbarhetskravet for kalibreringshendelsen. ISO 17025 krever for eksempel at anlegg skal være sporbare etter International System of Units (SI), dette kan realiseres gjennom et sertifisert nasjonalt måleinstitutt, som f.eks. NIST i USA, PTB i Tyskland eller NIM i Kina.

Fra og med side 2 – Dette er selve rapporten. Derfor gjentas noe av informasjonen fra forsiden.

6. Standardinformasjon (i tabellformat).
   1. spesifikke instrumenter brukt
   2. beskrivelse av enheten (dvs. produsent- og modellnummer)
   3. kalibreringsdato
   4. dato for neste kalibrering av instrumentet
7. Kalibreringsdata (i tabellformat).
   1. parametere (f.eks. resistans, verifikasjon av DC-spenningsmåling)
   2. faktisk verdi
   3. målt verdi
   4. absoluttfeil
   5. testtoleranse
   6. utvidet usikkerhet

Kalibreringssertifikatet skal inneholde et kalibreringsklistremerke, signaturområde, akkrediteringsorganets adresse og telefonnummer, sidetall og totalt sideantall (f.eks. side 1 av 7) og revisjonsdatoer.

Kalibreringsservice for trykktransdusere

Ønsker du å levere trykktransdusere til kalibrering, kan du velge ett av mange tredjeparts kalibreringslaboratorier. Dersom du har mange instrumenter som trenger kalibrering, bør du vurdere om det lønner seg å kjøpe en kalibrator og utføre kalibreringene internt.