آنالایزر گاز ابزاری است که برای اندازه گیری غلظت اجزای مختلف گاز و پارامترهای فیزیکی در انتشار گاز استفاده می شود. این به طور گسترده ای در تولید صنعتی، نظارت بر محیط زیست، بهینه سازی فرآیند احتراق و سایر زمینه ها استفاده می شود. برای اطمینان از صحت و قابلیت اطمینان داده های اندازه گیری، کالیبراسیون منظم ابزار یک عملیات بسیار مهم است. کالیبراسیون یک تنظیم ساده نیست بلکه یک فرآیند فنی دقیق و استاندارد است. این مقاله به طور سیستماتیک در مورد نقاط اصلی روش کالیبراسیون برای آنالایزرهای گاز توضیح می دهد.
هدف اصلی کالیبراسیون تعیین خطای اندازه گیری دستگاه با مقایسه مقدار اندازه گیری شده آن با مقدار استاندارد دقیق شناخته شده است. در صورت لزوم، تنظیماتی انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که نتایج اندازه گیری در محدوده خطای مجاز قرار می گیرند. این به طور مستقیم بر دقت تمام قضاوت ها، کنترل ها و گزارش های بعدی بر اساس داده های اندازه گیری تأثیر می گذارد.
آماده سازی قبل از کالیبراسیون
آماده سازی جامع پایه و اساس کالیبراسیون موفق است. هر گونه نظارت می تواند منجر به شکست کالیبراسیون یا نتایج نامعتبر شود.
1. تایید شرایط محیطی: کار کالیبراسیون باید در محیطی انجام شود که الزامات مشخص شده در راهنمای کاربر دستگاه را برآورده کند. به طور کلی باید به دمای محیط، رطوبت نسبی، فشار اتمسفر و همچنین وجود ارتعاش، تداخل الکترومغناطیسی و گازهای خورنده توجه شود. شرایط محیطی نامناسب بر عملکرد گاز استاندارد و خود ابزار تأثیر می گذارد.
2. بررسی وضعیت ابزار: قبل از کالیبراسیون، آنالایزر گاز دود باید از نظر ظاهر و عملکرد اصلی آن بررسی شود. موارد بازرسی شامل، اما محدود به موارد زیر نیست: آیا پروب و خط لوله نمونه برداری تمیز، عاری از انسداد یا نشت هستند. آیا سنسور در طول عمر موثر خود است یا خیر. آیا فیلتر نیاز به تعویض دارد یا خیر؛ آیا منبع تغذیه ابزار و اتصال مسیر گاز قابل اعتماد هستند یا خیر. و اینکه آیا صفحه نمایش، دکمه ها و سایر عملکردها عادی هستند یا خیر.
3. تهیه مواد استاندارد: گازهای استاندارد به عنوان "چوب اندازه گیری" برای کالیبراسیون عمل می کنند و دقت آنها به طور مستقیم کیفیت کالیبراسیون را تعیین می کند. استفاده متنوع از گازهای استاندارد ارائه شده توسط مؤسسات واجد شرایط در مدت اعتبار آنها و با غلظت های منطبق توصیه می شود. به طور معمول، گاز صفر (مانند نیتروژن با خلوص بالا یا هوای پاک) و حداقل دو غلظت مختلف از گاز دهانه باید برای پوشش محدوده اندازه گیری ابزار آماده شود. مقادیر غلظت گازهای استاندارد باید با استانداردهای ملی یا بین المللی قابل ردیابی باشد.
4. پیش گرم کردن و تثبیت ابزار: طبق دستورالعمل سازنده، منبع تغذیه را به دستگاه وصل کنید و اجازه دهید تا به طور کامل پیش گرم شود و اطمینان حاصل کنید که همه اجزا به ویژه سنسورها به حالت کار پایدار می رسند. ابزاری که به طور کامل از قبل گرم نشده باشد، قرائت آن تغییر می کند و نمی توان آن را به طور موثر کالیبره کرد.
مراحل و روشهای اصلی کالیبراسیون
فرآیند کالیبراسیون باید کاملاً مطابق با دستورالعمل عملکرد ابزار و مقررات تأیید اندازهشناسی مربوطه یا مشخصات کالیبراسیون انجام شود. در زیر مراحل اصلی کلی آمده است:
کالیبراسیون نقطه صفر-:
هدف: حذف رانش صفر ابزار و اطمینان از صفر بودن قرائت هنگام اندازه گیری غلظت صفر گاز.
*عملکرد: گاز صفر (مانند گاز نیتروژن با خلوص{0} بالا) را به ورودی نمونهبرداری دستگاه با نرخ جریان و فشار مشخص شده مطابق با الزامات دستگاه وارد کنید. هنگامی که خواندن ابزار تثبیت شد، روش کالیبراسیون نقطه صفر را اجرا کنید. ابزار به طور خودکار مقدار ثابت فعلی را به عنوان مقدار مرجع صفر- ثبت می کند. برای تحلیلگرهای چند جزیی، کالیبراسیون نقطه صفر باید به طور جداگانه برای هر کانال اندازه گیری انجام شود.
2. کالیبراسیون نقطه دهانه (کالیبراسیون محدوده):
هدف: تنظیم حساسیت اندازه گیری دستگاه به گونه ای که هنگام اندازه گیری غلظت خاصی از گاز استاندارد، خطای نشانگر در محدوده مشخص شده باشد.
*عملکرد: گاز صفر را قطع کنید. غلظت دقیق شناخته شده گاز استاندارد دهانه را در دبی و فشار مشخص شده به دستگاه وارد کنید. هنگامی که قرائت تثبیت شد، روش کالیبراسیون دهانه را اجرا کنید. دستگاه قرائت پایدار فعلی را با مقدار غلظت شناخته شده گاز استاندارد مقایسه و تنظیم می کند. به طور کلی، غلظت گاز دهانه باید بین 50٪ تا 90٪ از حد بالایی محدوده اندازه گیری ابزار انتخاب شود.
3. بررسی خطی (اختیاری اما توصیه می شود):
هدف: بررسی ویژگیهای پاسخ خطی دستگاه در کل محدوده اندازهگیری، نه فقط در نقطه صفر و نقاط دهانه منفرد.
*عملکرد: یک گاز استاندارد با غلظت دیگر (معمولاً کمتر از غلظت نقطه دهانه) را به دستگاه وارد کنید و قرائت تثبیت شده را ثبت کنید. خطای بین این خواندن و مقدار استاندارد را محاسبه کنید و تعیین کنید که آیا نیاز خطی را برآورده می کند یا خیر. این به شناسایی هرگونه مشکل غیرخطی-حسگر کمک میکند.
ملاحظات کلیدی در طول فرآیند کالیبراسیون
در عملیات واقعی، جزئیات خاصی اغلب موفقیت یا شکست کالیبراسیون را تعیین می کند.
1. آب بندی مسیر گاز: کل سیستم مسیر گاز به روش های مختلف به شدت آب بندی می شود. هر گونه نشتی جزئی باعث مخلوط شدن هوا، رقیق شدن غلظت استاندارد گاز و در نتیجه منجر به خطاهای کالیبراسیون می شود. قبل از کالیبراسیون باید یک بررسی سفتی گاز انجام شود.
2. کنترل جریان و فشار: تنوع تضمین می کند که جریان و فشار گاز استاندارد ارائه شده به دستگاه با الزامات دستگاه مطابقت دارد. جریان بیش از حد یا ناکافی بر پاسخ سنسور تأثیر می گذارد و فشار ناپایدار نیز باعث نوسانات در قرائت می شود.
3. زمان تثبیت کافی: پس از معرفی گاز استاندارد، مدت زمان کافی صبر کنید تا قرائت دستگاه کاملاً ثابت شود و دیگر تغییر نکند. تنها در این صورت می توان عملیات کالیبراسیون یا ضبط داده ها را انجام داد. زمان تثبیت بسته به ترکیب گاز و نوع سنسور متفاوت است.
4. استفاده صحیح از گازهای استاندارد: سیلندرهای گاز استاندارد باید به صورت عمودی قرار گیرند. از شیر کاهنده فشار و مواد لوله کشی مناسب (برای جلوگیری از واکنش با گازها) استفاده کنید. برای برخی از گازهای راکتیو، از اثرات جذب و نگهداری آنها در مسیر گاز آگاه باشید.
5. ثبت داده ها: سوابق دقیق باید از تاریخ کالیبراسیون، شرایط محیطی، اطلاعات مربوط به گاز استاندارد استفاده شده (شامل شماره سریال، غلظت، مدت اعتبار)، قرائت های قبل و بعد از کالیبراسیون، و پرسنلی که کالیبراسیون را انجام داده اند، تهیه شود. یک رکورد کالیبراسیون کامل باید برای تسهیل ردیابی و تجزیه و تحلیل تشکیل شود.
تأیید و پیگیری- پردازش نتایج کالیبراسیون
بعد از اتمام عملیات کالیبراسیون به این معنی نیست که کار تمام شده است.
بررسی اثر کالیبراسیون: پس از تکمیل کالیبراسیون نقطه صفر و دهانه، مجدداً-گاز صفر و گاز دهانه را معرفی کنید و مشاهده کنید که آیا قرائت ابزار دقیقاً مقدار مورد انتظار را نشان میدهد (با توجه به خطای مجاز). متناوبا، یک بطری گاز استاندارد سوم را می توان برای تست های تایید برای اطمینان از اعتبار کالیبراسیون استفاده کرد.
2. تعیین فواصل کالیبراسیون: چرخه کالیبراسیون یک ابزار یک مقدار ثابت نیست. این بستگی به فرکانس استفاده از ابزار، شدت محیط اندازه گیری، پایداری سنسور و الزامات مقررات مربوطه یا سیستم های کنترل کیفیت دارد. به طور کلی، کالیبراسیون های متنوع قبل از اولین استفاده، پس از تعمیر و نگهداری یا زمانی که در مورد داده های اندازه گیری تردید وجود دارد، انجام می شود. در شرایط عادی، ممکن است لازم باشد یک بار در ماه، یک بار در سه ماهه یا یک بار در هر نیم سال یک بار کالیبراسیون انجام شود. یک طرح کالیبراسیون معقول باید ایجاد و اجرا شود.
3. مدیریت کالیبراسیون غیرمجاز: اگر دستگاه حتی پس از کالیبراسیون های مکرر نتواند الزامات دقت مشخص شده را برآورده کند، نشان دهنده این است که ممکن است ایرادی در دستگاه وجود داشته باشد، مانند قدیمی شدن سنسور و خرابی، مشکلات مدار و غیره. در این مرحله، دستگاه را باید از استفاده متوقف کرد و با پرسنل حرفه ای برای تعمیر یا تعویض قطعه تماس گرفت. پس از تعمیر باید یک کالیبراسیون جدید و عالی انجام شود.