Forklaring af instrumentkalibrering og -verifikation

Instrumentering spiller en afgørende rolle i procesanlæg, hvor nøjagtige målinger er afgørende for at opretholde produktkvalitet, driftseffektivitet og sikkerhed. Selv de mest pålidelige og præcise instrumenter kan dog med tiden udvise måleafvigelser eller blive ramt af uventede fejl.

Omfanget af målefejl varierer afhængigt af instrumentets type og funktion samt de forhold, det anvendes under. Derfor skal instrumenterne kalibreres regelmæssigt for at kvantificere disse fejl og fastslå, om målingerne er tilstrækkeligt pålidelige til det tilsigtede formål. 

Instrumentkalibrering er en standardiseret procedure, der fastlægger sammenhængen mellem et måleresultat og en sporbar referencestandard. Verifikation dokumenterer derimod objektivt, at de specificerede krav er opfyldt. Kalibrering genererer således måledataene, mens verifikation bekræfter, at resultaterne opfylder de fastlagte acceptkriterier. Hos Endress+Hauser leverer kalibreringen tallene, mens verifikation, sporbarhed og akkreditering skaber tillid til disse tal.

Kalibrering er processen med at bestemme størrelsen af målefejlen for et instrument eller en enhed under test (UUT) ved at sammenligne den med en kendt reference. Når måleegenskaberne for enheden under test (UUT) er fastlagt, kan den anvendes til kalibrering af andre enheder. For at sikre tillid til måleresultaterne skal kalibreringskæden være sporbar til anerkendte nationale eller internationale primærnormaler.

Et vigtigt kriterium ved kalibrering er den maksimalt tilladte målefejl (MPE) – den største målefejl, et instrument må have og stadig opfylde kravene til ydeevne. MPE fastlægges af producenter, myndigheder eller branchestandarder og fungerer som bestået/ikke bestået-kriterium ved kalibrering. Hvis instrumentets målefejl holder sig inden for denne grænse, og instrumentet opfylder de specificerede krav, består det kalibreringstesten.

MPE anvendes sammen med myndighedskrav ofte til at fastlægge kalibreringshyppigheden og -procedurerne for de enkelte måleinstrumenter. 

Instrumenter med en streng MPE skal ofte testes i et laboratorium under nøje kontrollerede forhold. For instrumenter med mindre strenge MPE'er kan det dog ofte dokumenteres, at mindre indgribende kalibreringsmetoder – eller endda inline-verifikation – er tilstrækkelige. 

Begrebet verifikation er mere omfattende. Verifikation kan udføres på samme måde som kalibrering, men foretages typisk ved hjælp af en reference, der ikke opfylder kalibreringens krav til metrologisk sporbarhed. Det kan f.eks. være tilfældet, når en clamp-on-ultralydsflowmåler anvendes til at verificere en inline-flowmåler. En anden almindelig metode er at teste de enkelte komponenter, der indgår i målesignalet, for at sikre, at de fungerer korrekt. På en elektromagnetisk flowmåler kan verifikation f.eks. udføres ved at kontrollere elektrodespændingerne i forhold til en sporbar intern eller ekstern reference. Det bidrager til at bekræfte, at instrumentet fungerer inden for de forventede ydelsesgrænser.

For instrumenter med avancerede verifikationsfunktioner, f.eks. Endress+Hauser-instrumenter med Heartbeat Technology, er inline-verifikation et hurtigere og mere effektivt alternativ til rutinemæssig kalibrering. Ved at reducere behovet for hyppige kalibreringer bidrager inline-verifikation til at øge anlæggets tilgængelighed, reducere vedligeholdelsesomkostningerne, minimere risikoen for skader under transport og mindske risikoen for fejl ved geninstallation af instrumentet.

Denne verifikationsmetode er desuden lettere tilgængelig og kan derfor udføres hyppigere, så operatørerne kan følge instrumentets ydeevne over tid og opdage måleafvigelser på et tidligt tidspunkt. Det kan bidrage til at reducere ikke-planlagt nedetid og opretholde en høj produktionskvalitet. 

Kalibreringsintervallet, dvs. tiden mellem kalibreringerne, bør fastlægges ud fra instrumentets kritikalitet og risikoen for uacceptable målefejl. Risikoen for målefejl øges med tiden, men regelmæssig kalibrering bidrager til at holde den på et acceptabelt niveau. En fuldstændig kalibrering er dog ofte tidskrævende og omkostningstung. 

Kalibrering alene giver en direkte måling af instrumentets målefejl, mens efterfølgende verifikation sætter resultatet i forhold til gældende myndighedskrav og hjælper anlægspersonalet med at sikre, at instrumentets ydeevne fortsat overholder kravene. 

Ved at udføre verifikationer mellem kalibreringerne er det ofte muligt at forlænge kalibreringsintervallet. Det er især en fordel ved instrumenter, der understøtter inline-verifikation. Ved regelmæssigt at kontrollere instrumenternes tilstand ved hjælp af indbyggede diagnosticeringsdata kan operatørerne tidligt opdage væsentlige afvigelser, der kan medføre, at gældende krav ikke overholdes, eller at sikkerheden forringes. 

Moderne instrumenter har ofte indbyggede funktioner til diagnosticering af problemer, udførelse af verifikation og generering af revisionssikre rapporter. Det forenkler både kalibrering og opgaver i forbindelse med manuel verifikation og kan dermed reducere behovet for operatørindgreb og anlæggets nedetid betydeligt. Desuden sikrer det den sporbarhed, der kræves ved alle certificerede kalibrerings- og verifikationsprocedurer. 

Nøjagtige målinger og effektiv produktion er afgørende for konkurrenceevnen. Det kræver først og fremmest en forståelse af sammenhængen mellem kalibrering og verifikation – og den rette balance for den samlede installerede base af instrumenter. Når det gøres korrekt, kan instrumenternes ydeevne optimeres, oppetiden maksimeres, overholdelsen af gældende krav sikres og driften beskyttes.