KALIBREREN VAN SENSOREN STEEDS VAKER DEEL VAN KLANTENEIS

IEC17025 LEGT WERKVELD VAST

 

Machines worden vandaag voorzien van meerdere sensoren die de werking in goede banen leiden. Veelal gaat het om componenten die de veiligheid garanderen: niveaumeters, druktransmitters en temperatuursensoren om maar enkele voorbeelden te noemen. We merken dat eindklanten steeds meer informatie willen over hun product, want ze willen zekerheid dat het gemaakt is volgens hun standaarden. Periodieke kalibratie kan hen (en u) de zekerheid bieden dat uw machine produceert volgens de gevraagde specificaties. In dit artikel gaan we dieper in op de materie.

 

KALIBREREN ≠ IJKEN

Er doen nogal wat benamingen de ronde naast kalibratie. Termen als kalibreren, justeren, ijken en valideren worden vaak – onterecht – als synoniem voor elkaar gebruikt. Dat leidt tot verwarring tussen specialisten in de materie en occasionele gebruikers. Een korte uitleg over die termen kan Babylonische spraakverwarring voorkomen.

Kalibreren

Kalibreren is het vergelijken van een waarde met een bekende waarde (het ‘kaliber’). De afwijking die geconstateerd wordt, wordt genoteerd zodat de gebruiker weet met welke afwijking rekening moet worden gehouden. Belangrijk in deze definitie is het gebruik van een ‘bekende waarde’ als vergelijkingspunt. Het succes van een kalibratie staat of valt met de nauwkeurigheid van het kaliber. Twee meetwaardes van verschillende toestellen kunnen onderling sterk verschillen, maar zolang er geen vergelijking kan worden gemaakt met een kaliber is het gissen over welk toestel juist meet, of of beide misschien verkeerd zijn. In dit opzicht wordt vaak gesproken over herleidbaarheid. De nauwkeurigheid van de apparatuur waarmee wordt gekalibreerd, moet terug te leiden zijn naar een standaard. Hoe korter deze weg is, hoe beter de standaard is. Deze keten van herleidbaarheid wordt gecontroleerd door een aantal overkoepelende organen, zoals de FOD Economie (zie kaderstuk). Kalibreren is dus vergelijken. De geconstateerde afwijking wordt vastgelegd, normaliter in een kalibratierapport.

Justeren

Justeren gaat nog een stap verder dan kalibreren, want hier wordt op basis van de vaststelling van de afwijking de foute weergave bijgesteld. Kalibreren doet dit dus niet. Vooral dit punt is vaak een punt van discussie: iemand bestelt een kalibratie maar gaat ervan uit dat ook het justeren daar deel van uitmaakt. Dat is dus niet het geval. Bij een gekalibreerde meter weet men de afwijking ten opzichte van de standaard, en is het afhankelijk van de opgelegde specificaties van de toepassing of dat voldoende is om verder te gaan met de activiteiten. Indien niet, kan het apparaat worden gejusteerd zodat het meetresultaat wél binnen die specificaties valt. Uiteraard is de voorwaarde hierbij dat het meettoestel of de sensor überhaupt kan worden afgeregeld.

 

 

 

IJken

IJken is de derde hond in dit semantische kegelspel. IJken is het relateren van een meetmethode aan een wettelijk erkende standaard. Door een ijking wordt een meetinstrument officieel geschikt verklaard voor metingen waaraan wettelijke nauwkeurigheidseisen worden gesteld. Het gaat dan bijvoorbeeld over metingen waarvan het resultaat wordt gebruikt om een kostprijs te bepalen (weegschalen of benzinepompen bijvoorbeeld). Een ijking bestaat uit een kalibratie gevolgd door een justering.

Valideren

Ten slotte moet ook valideren worden vermeld. Validatie is het controleren van een waarde of methode op geldigheid of juistheid. In feite wordt door middel van verificatie of kwalificatie aan de hand van een aantal vooraf opgestelde eisen aangetoond dat een apparaat met een grote mate van zekerheid in staat is de bedoelde resultaten op te leveren.

Er wordt binnen validatie verder onderscheid gemaakt tussen:

• Installation Qualification, waarbij gecontroleerd wordt of bij een apparaat alle gewenste lampjes branden indien dit vereist is, of alle knoppen en benodigde indicaties erop zitten en of de bediening is zoals beschreven;
• Operational Qualification, waarbij wordt bepaald of het systeem bij de juiste instellingen ook het juiste resultaat oplevert maar waarbij ook wordt getoetst of de benodigde alarmeringen ook daadwerkelijk optreden indien van toepassing; 
• Product Qualification; waarbij wordt bepaald of het systeem ook het gewenste eindresultaat oplevert.

KALIBRATIECERTIFICAAT

Fabrikanten van meettoestellen die kalibraties uitvoeren, geven vaak een kalibratiecertificaat dat vermeldt hoeveel hun sensor afwijkt van de standaard en of dit al dan niet nog binnen de specificaties valt. Het geeft dus zekerheid over de afwijking en is om die reden interessant om in het bezit te hebben. Zeker nu klanten strenger worden, is het interessant om een middel in handen te hebben waarmee u effectief kan bewijzen dat de sensoren in uw productieproces wel degelijk goed gekalibreerd zijn.

 

 

 

Waarom belangrijk?

Er zijn evenwel nog een aantal bijkomende redenen waarom een certificaat een toegevoegde waarde betekent. Voor veel bedrijven is het een verplichting in het kader van hun ISO 9001-certificering, anderen willen het vooral omwille van juridische redenen (aansprakelijkheid, soms is het zelfs opgelegd door verzekeringen) of commerciële redenen (om zich te onderscheiden van concurrenten).

Ook veiligheid is een belangrijk motief, zeker in ATEX-toepassingen waar een correcte meting zelfs een zaak van mensenlevens kan betekenen. Last but not least moet ook de productiviteit worden aangestipt. Correcte meettoestellen leiden tot correcte producten. Dat voordeel loopt op meerdere sporen: producten die niet binnen de specs vallen, worden met een kleinere foutenmarge eruit gevist, dus is er minder uitval. Maar er komen ook minder foutieve stukken bij klanten terecht, er zijn dus ook minder retours en de daarbij horende kosten.

 

 

 

Inhoud

Een kalibratiecertificaat van een geaccrediteerd laboratorium zal standaard de volgende zaken bevatten: de herleidbaarheid (welke standaard), het merk, model, type, serienummer en laatste kalibratiecertificaat van het gebruikte meetinstrument. Als dit van belang is voor de interpretatie van de meting worden ook de omstandigheden, waaronder de kalibratie werd uitgevoerd, beschreven. Denk bijvoorbeeld aan luchtdruk, temperatuur, luchtvochtigheid en eventuele specifieke omstandigheden van de kalibratieruimte. Uiteraard vermeldt het certificaat ook de meetresultaten en de geconstateerde afwijkingen.

Autokalibratie

Vandaag bezitten veel meetsensoren een automatische kalibratiefunctie. Dat wil zeggen dat ze beschikken over een ingebouwde referentie, waarbij periodiek een automatische controle wordt uitgevoerd. Indien de meetapparatuur buiten de opgelegde specificaties valt, wordt een melding weergegeven. In dat geval moet worden overgegaan tot het justeren van het apparaat, al kan ook vervanging noodzakelijk zijn.

Frequentie

Op het vlak van frequentie is geen eenduidig antwoord te geven. Het hangt in feite af van de zekerheid die men wil hebben. Bij een geluidsniveaumeter die gebruikt wordt binnen belangrijke metingen is het binnen de geldende regelgeving vaak vereist om voor iedere meting een (eigen) kalibratie uit te voeren met een calibrator. Om een ander uiterste aan te geven: voor wie een temperatuurmeting gebruikt om bijvoorbeeld de temperatuur van ketelwater te meten, is het over het algemeen niet zo problematisch wanneer men niet 100% zeker is van een juiste waarde tot 0,1 °C. Hier wordt het instrument meer indicatief toegepast. Binnen bedrijven die ISO-gecertificeerd zijn, wordt de herleidbaarheid van de meetinstrumenten en meetmiddelen opgenomen in de procedures. Daarbij legt het bedrijf zelf – natuurlijk is dat vaak gebaseerd op ervaringen – de kalibratiefrequentie vast, bijvoorbeeld 1 jaar, 2 jaar of 3 jaar. In andere gevallen zijn er richtlijnen die moeten worden gevolgd binnen bepaalde sectoren.

 

 

Is een meter effectief een meter?

Hoe zeker ben je dat een referentiewaarde wel degelijk correct is? Voor elke eenheid zijn er richtlijnen die de goedgekeurde meetmethode( s) oplijsten. De meter is hiervan een mooi voorbeeld.

Referentielasers

Om een correcte referentiemeter te verkrijgen wordt door de FOD Economie een – voor leken – zeer ingewikkelde technische procedure gevolgd. Bij een eerste methode wordt deze nationale lengtestandaard verkregen via gestabiliseerde lasers bij golflengten (λ) van) van 633 nm en 543 nm. Deze primaire lasers werken volgens de karakteristieken die in de internationale definitie van de meter vastgelegd zijn. De lasers zijn van het type HeliumNeon die gestabiliseerd zijn op adsorptiepieken van de hyperfijne spectraallijnen van het Jodium127I2. De onzekerheid op de golflengte van deze lasers bedraagt 2,5⋅10-1110-11 λ) van.

Optische frequentiereferentie generator

Naast deze referentielasers gebruikt de FOD Economie ook een tweede methode. Dat gebeurt met een optische frequentiereferentiegenerator, die laserlicht met golflengten van in het infrarood tot in het blauwe licht kan genereren. Deze primaire referentie wordt gestuurd door een uiterst stabiel frequentiesignaal dat van de Cesiumklokken en de waterstofklok van het tijd/frequentielabo komt. De onzekerheid op de golflengte van deze lasers bedraagt 5⋅10-1110-14 λ) van. De stabiliteit van deze lasers wordt opgevolgd door interne vergelijkingen en door deelname aan internationale vergelijkende metingen.