Optimierung des Kalibrierungsintervalls von Drucksensoren: Methode und Berechnung

Die Optimierung der Kalibrierungsintervalle für Drucksensoren besteht darin, die Intervalle auf der Grundlage der erforderlichen Genauigkeit, der Gesamtfehlerwahrscheinlichkeit (TPE) und der Stabilität des Sensors anzupassen. Durch die Berechnung dieser Elemente können die Kalibrierungsintervalle verlängert werden, ohne die Konformität oder die Leistung zu beeinträchtigen, wodurch die Wartungskosten gesenkt werden.


Die Festlegung der Kalibrierungsintervalle für Drucksensoren ist eine komplexe Entscheidung, die von vielen Faktoren beeinflusst wird. Jeder Industriestandort muss seine eigenen Kalibrierungsfrequenzen festlegen, wobei er sich auf die historische Leistung und die spezifischen Anforderungen des Prozesses stützt.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Bestimmung der optimalen Kalibrierungsintervalle für Drucksensoren, um Kosten und Zeit zu sparen.

Es stellt einen fünfstufigen Prozess zur Berechnung eines geschätzten Kalibrierungsintervalls vor, bei dem Faktoren wie die erforderliche Leistung im Betrieb, die Betriebsbedingungen, derwahrscheinliche Gesamtfehler (TPE) und die Stabilitätsspezifikationen berücksichtigt werden.

Mit Hochleistungsmessumformern können diese Kalibrierungszyklen verlängert werden, was die Wartungskosten senkt und den ursprünglichen Anschaffungspreis ausgleicht.

Das Endziel besteht darin,die Kalibrierungspraktiken für Drucksensoren an die tatsächliche Stabilität und Leistung moderner Druckmesstechnologienanzupassen.


Was sind die wichtigsten Faktoren, die das Kalibrierungsintervall von Drucksensoren beeinflussen?

Vorschriften und Anforderungen

  • Lokale, nationale, sicherheits- oder umweltbezogene Vorschriften, die eingehalten werden müssen. Beispielsweise empfiehlt ein bestimmter Umweltbericht eine jährliche Neukalibrierung von Differenzdrucktransmittern, die in Durchflussanwendungen eingesetzt werden, oder mindestens die vom Hersteller angegebene Häufigkeit.
  • Der Grund für die Kalibrierung (Qualität, Sicherheit, Standardwartung).
  • Wenn es keine signifikante Historie oder klare regulatorische Anforderungen gibt, können allgemeine Leitlinien ein guter Ausgangspunkt sein.

Prozessbedingungen

  • Ist die Prozessflüssigkeit homogen und unterliegt sie einem stabilen Druck/einer stabilen Temperatur?
  • Variieren die Prozessbedingungen stark?
  • Besteht die Gefahr, dass sich der Sensor ansammelt, korrodiert oder abgeschliffen wird?
  • Ist das Messgerät starken Vibrationen ausgesetzt?
  • Wenn der Prozess regelmäßig großen Druckschwankungen oder Überdruckereignissen unterliegt, sollte das Kalibrierungsintervall halbiert werden.

Umgebungsbedingungen

  • Ist der Sender in einer gut kontrollierten Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit, stabiler Temperatur und wenig Verunreinigungen (Staub, Schmutz) installiert?
  • Ist das Messgerät im Freien aufgestellt, wo es starken Klimaschwankungen oder hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist?
    Ein im Freien in Clermont-Ferrand mit starken Temperaturschwankungen installierter Messwertgeber wird sich z. B. anders verhalten als ein Messwertgeber, der im Haus in einer stabilen Umgebung installiert ist.

Anwendungen und Leistungsklassen des Drucksensors

  • Direkte Montage vs. Sensor mit versetzter Membran : Wenn eine abgesetzte Membran verwendet wird, muss das Kalibrierungsintervall im Vergleich zu einer direkt montierten Konfiguration halbiert werden. Dies ist zurückzuführen auf :
    • Eine größere Menge an Füllflüssigkeit (mehr mechanischer Stress bei Temperaturschwankungen).
    • Eine bündige Seite, die anfälliger für physische Schäden ist.
  • Lokalisierung und Stabilität der Bedingungen :
    • Ein Transmitter, der direkt in Innenräumen in einer stabilen Umgebung montiert wird, kann alle 4 bis 6 Jahre kalibriert werden.
    • Ein direkt im Freien montierter Transmitter mit stabilen Bedingungen muss je nach Umgebungsbedingungen alle 1 bis 4 Jahrekalibriert werden.
  • Leistungsklasse des Messwertgebers:
    Die Hersteller empfehlen in der Regel nicht explizit ein Kalibrierungsintervall, Schätzwerte können jedoch den technischen Spezifikationen entnommen werden.
    Hochleistungsmessumformer reduzieren die Messunsicherheiten,verlängern die Kalibrierungsintervalle und führen so zu Einsparungen bei den Wartungskosten, die die anfänglichen Anschaffungskosten ausgleichen.

5 Schritte, um das Kalibrierungsintervall eines Druckmessumformers abzuschätzen

Wir bieten Ihnen einen Prozess in fünf Schritten an, um das Kalibrierungsintervall anhand der verfügbaren veröffentlichten Spezifikationen und der Anwendungsdaten zu schätzen :

Bestimmen Sie die maximal zulässige Toleranz (TMA) des Drucksensors, die vor Ort für die Anwendung erforderlich ist.

Dies ist die erwartete Genauigkeit des Instruments, die in der Regel zwischen ±0,5 % und ±2 % des kalibrierten Bereichs liegt.

Diese Genauigkeit berücksichtigt den Einfluss der Umgebungstemperatur, den Einfluss des statischen Drucks und alle anderen Faktoren, die die Genauigkeit der Druckmessung beeinflussen.

Sie variiert je nach Kritikalitätsstufe :

  • 0,5 %: Sicherheit und Effizienz der Fabrik
  • 1,0 %: Gesetzliche Kontrolle
  • 1,5 %: Überwachung (SCADA)
  • 2,0%: Überwachung oder Optimierung

Betriebsbedingungen festlegen

Es sollten die Schwankungen der Umgebungstemperatur und des statischen Drucks am Messpunkt bewertet werden.

Berechnen Sie die Gesamtfehlerwahrscheinlichkeit (TPE) :

Diese vereint die Unsicherheiten in Bezug auf :

  • Die Referenzgenauigkeit
  • Die Wirkung der Raumtemperatur
  • Die Wirkung des statischen Drucks

Die Berechnung verwendet die quadratische Methode :

TPE = ± √((E1)² + (E2)² + (E3)²)

In unserem Artikel Wie berechnet man die Genauigkeit eines Drucksensors und was ist der wahrscheinliche Gesamtfehler? können Sie den wahrscheinlichen Gesamtfehler (TPE) berechnen, der zur Bestimmung der optimalen Kalibrierungshäufigkeit von Drucksensoren benötigt wird.

Identifizieren Sie die Stabilitätsspezifikation Ihres Drucktransmitters :

Ausgedrückt als Prozentsatz der maximalen Skala (URL) über mehrere Jahre.
Die Stabilität des Sensors variiert je nach Leistungsklasse.

Beispiel: Fuji Electric Serie AIX-V6 FKC = ±0,1 % der URL über 10 Jahre.

Berechnen Sie das geschätzte Kalibrierungsintervall :

Formel: Intervall = (Geforderte Leistung - TPE) / Stabilität

Alle Einheiten müssen zusammenhängend sein.

Wenn das Ergebnis das durch die Stabilität definierte maximale Intervall überschreitet, gilt dieser Grenzwert.


Berechnung des Kalibrierungsintervalls für Drucksensoren

Hier ist ein Beispiel für die Berechnung der Kalibrierungsfrequenz eines Drucksensors von Fuji Electric unter Verwendung des oben beschriebenen 5-Schritte-Ansatzes.

Beginnen wir damit, die für die Anwendung erforderliche installierte Leistung zu ermitteln

Anforderung der industriellen Anwendung: Der Drucktransmitter muss eine installierte Leistung von ± 0,5 % des eingestellten Messbereichs erbringen.
Betriebsbedingungen: Das Gerät wird unter normalen Betriebsbedingungen einen Differenzdruck von 100 mbar ablesen.
Umrechnung: Die geforderte maximal zulässige Toleranz (TMA) von ± 0,5 % des Messbereichs von 100 mbar führt zu einer geforderten installierten Leistung von ± 0,5 mbar.

Legen wir nun die Bedingungen fest

Berechnen wir dieGesamtfehlerwahrscheinlichkeit (TPE) und nehmen wir als Beispiel den Fuji Electric FKC Differenzdrucktransmitter der FCX AIV-6 Hochleistungsserie.

Ein Sensor mit einer oberen Skalengrenze (URL) von 320 mbar, bietet ausreichend Flexibilität, um Schwankungen des gemessenen Differenzdrucks in vielen industriellen Anwendungen zu bewältigen. Die erforderlichen Leistungsspezifikationen sind im Datenblatt des Fuji FKC zu finden.

Kombiniert man diese Unsicherheiten mithilfe der quadratischen Methode, erhält man eine :

Angewandt auf einen Messbereich von 100 mbar ergibt dies :

Identifizieren wir die Stabilitätsspezifikation des Fuji Electric FKC - Serie FCX-AIV-6

Die Stabilitätsspezifikation für diesen Hochleistungsmesswertgeber beträgt ± 0,1 % des URL über 10 Jahre (ein Wert, der den besten Standards auf dem Markt entspricht, nur als Beispiel).

Berechnen wir nun dieKalibrierungsfrequenz des Fuji Electric FCX-Drucksensors nach der folgenden Formel:

Intervall = (0,5 mbar-0,179 mbar) / 0,00267 mbar/Monat = 120 Monate

Die geschätzte Kalibrierungsdauer für den Fuji Electric FKC - FCX-AIV-6 Transmitter in dieser Anwendung (Bereich 100 mbar, erforderliche Genauigkeit ± 0,5 %) beträgt ca.: 120 Monate, d. h. 10 Jahre ohne Verlust der Genauigkeit und ohne Nullpunktabgleich.


Kalibrierungsintervalle für Drucksensoren: Gute Praxis und Empfehlungen

Ziel ist es, ein Kalibrierungsintervall festzulegen, das den Anforderungen der Industrieanlage entspricht und gleichzeitig die geltenden Vorschriften erfüllt.
Der Vergleich der geschätzten Intervalle mit den Ergebnissen der Kalibrierung unter realen Bedingungen bildet eine solide Grundlage für die Anpassung der Frequenzen und die Nutzung der Stabilität und Leistung moderner Sensoren wie der neuen Drucksensoren von Fuji Electric aus der AIV-V6-Serie.

Die Hochleistungs-Druckmessumformer der Serie FCX AIV-6 können unter stabilen Bedingungen ein Jahrzehnt lang zuverlässig arbeiten, ohne dass eine Neukalibrierung erforderlich ist.

Die richtige Wahl der Drucksensoren und der Kalibrierungsintervalle mit Hilfe eines Experten zu treffen, ist entscheidend, um Ihre Prozesse zu optimieren und die besten Ergebnisse zu erzielen.


Optimieren Sie Ihre Kalibrierungsintervalle mit unseren Metrologieexperten

Erhöhen Sie die Zuverlässigkeit Ihrer Messungen, senken Sie die Wartungskosten und kontrollieren Sie Ihre Risiken, indem Sie die Kalibrierung Ihrer Drucksensoren unseren Spezialisten anvertrauen.

Die Kalibrierungsdienste von Fuji Electric bieten die Kalibrierung vor Ort oder in unserem Kalibrierungslabor an.

Unsere Referenzstandards, die von einer akkreditierten Stelle überprüft werden, garantieren Ihnen zuverlässige Ergebnisse und die Messgenauigkeit Ihrer Instrumente.

Unsere Techniker verfügen über Testgeräte, Druckquellen und HART-Kommunikatoren für die regelmäßige Wartung Ihrer Sensoren.

Bei Fuji Electric Deutschland verwenden unsere Experten bewährte wissenschaftliche Methoden, die die Driftdaten, Ihre maximal zulässigen Toleranzen (TMA) und die Kritikalität jedes Messpunktes berücksichtigen, um die Kalibrierungsintervalle dynamisch an Ihre tatsächlichen Bedürfnisse anzupassen.

Unsere Leistungen umfassen alle Arten von Instrumenten, Fuji Electric oder von Drittanbietern, und ermöglichen Ihnen :

  • Verlängern Sie die Kalibrierungsintervalle für stabile Geräte und reduzieren Sie so Ihre Eingriffe und Kosten.
  • Verkürzen Sie die Frequenzen für kritische Sensoren, damit Ihre Messungen dauerhaft konform sind.
  • Empfehlungen für Intervalle auf der Grundlage zuverlässiger und validierter Modellierungen erhalten, die Ihre Prozessvorgaben einbeziehen.

Wechseln Sie zu einem optimierten und zuverlässigen Kalibrierungsplan

  1. Gewinnen Sie operative Leistung
  2. Reduzieren Sie das Risiko von Drifts außerhalb der Spezifikation
  3. Valorisieren Sie Ihre Wartungsressourcen

 

Fordern Sie jetzt eine persönliche Betreuung durch unsere Kalibrierungsdienste und Metrologieexperten an.