Kalibracja bezprzewodowa
Urządzenia mobilne, takie jak iPad, mogą być w przydatny i ciekawy sposób wykorzystywane np. w przemyśle, logistyce oraz na potrzeby usług serwisowych. Przeglądarka internetowa oraz interfejs Wi-Fi umożliwiają podłączenie urządzenia do sieci i tym samym dostęp do danych. Możliwości, które stwarzają dzięki temu rozwiązaniu przyrządy pomiarowe, przedstawiono w artykule na przykładzie laboratorium kalibracyjnego, badającego wartości ciśnienia.
Dzięki stosowaniu nowoczesnej technologii informacyjno-komunikacyjnej wzrasta wydajność procesów kalibracji mechanicznych i elektronicznych przyrządów do pomiaru ciśnienia. Aby przyrządy pomiarowe były sprawne, należy je regularnie kalibrować. Dlatego też wymagania, które stawia się takim urządzeniom, są różne i zależą od dopuszczalnych i akceptowalnych wartości tolerancji. Najwyższą precyzję kalibracji przyrządów do pomiaru ciśnienia zapewnia prasa obciążnikowo-tłokowa.
Precyzyjna kalibracja
W przypadku pras obciążnikowo-tłokowych, w celu uzyskania dokładnego ciśnienia próbnego, na zdefiniowaną powierzchnię tłoka nakłada się płytki wzorcowe. Masa ciężarka, poddana grawitacji, tworzy określoną siłę, która działa na powierzchnię systemu cylindra tłokowego. Dokładność wytworzonego ciśnienia zależy zatem od powierzchni i działającej na nią siły. Aby uzyskać większą precyzję, należy uwzględnić zmienne zakłócające, które mogą mieć wpływ na powierzchnię i siłę. Zaliczamy do nich: temperaturę otoczenia, ciśnienie atmosferyczne, względną wilgotność powietrza oraz temperaturę tłoka.
W erze analogowej techniki pomiarowej tych czynników nie uwzględniano. W laboratoriach posługiwano się wówczas tabelkami z danymi na temat tego, jaki ciężarek i o jakiej masie był konieczny do wytworzenia jakiego ciśnienia. Niepewność pomiaru była w związku z tym dość duża. W porównaniu z tą metodą, elektroniczne „kalkulatory”, używane podczas kalibracji przeprowadzanej za pomocą pras obciążnikowo-tłokowych, stanowią wielki postęp. Za ich pomocą można analizować czynniki wszelkiego rodzaju i ustalić dokładną masę ciężarka, potrzebnego do wytworzenia ciśnienia w momencie, w którym rozpoczyna się proces kontrolny.
Komunikacja radiowa i urządzenia mobilne
Podobnie jak i w innych procesach przemysłowych, wszelkie czynności wykonywane w laboratoriach kalibracyjnych badane są pod kątem wydajności. Przyspieszając lub optymalizując transmisję danych i jej obsługę można np. zaoszczędzić czas. Bardzo skutecznym narzędziem okazały się w tym przypadku łącza Bluetooth i iPady. Firma WIKA zrealizowała tę ideę, konstruując system CPU6000 – jednostkę kalibracyjną stosowaną do pomiaru danych, potrzebnych do wystawienia certyfikatu niezależnego od producentów.
Apple iPad, wraz z odpowiednią aplikacją, zastępuje komputer prasy obciążnikowo-tłokowej, a komunikacja bezprzewodowa i dostęp do Internetu ułatwiają pracę użytkownika. Parametry wszelkich powszechnie dostępnych na rynku pras tłokowych są dostępne w Internecie i można je w razie potrzeby ściągnąć, wprowadzając jedynie kod dostępu. Do tych podstawowych informacji zaliczają się takie wartości, jak: przekrój tłoka, współczynnik temperatury, gęstość odważnika oraz współczynnik odkształcenia lub gęstość medium (w zależności od tego, czy mamy do czynienia z prasą z zasilaniem pneumatycznym, czy olejowym). Po ponownej kalibracji przyrządu pomiarowego jego parametry są natychmiast aktualizowane na stronie internetowej. Użytkownik musi wpisać ręcznie jedynie nieliczne informacje, np. wartość lokalnego spadku swobodnego (lokalna wartość G).
Wygodne prowadzenie obliczeń
Apple iPad, wraz z aplikacją CPB-CAL, tworzy komputer zarządzający prasą obciążnikowo-tłokową; źródło: Wika
Dane zmienne, potrzebne do ostatecznych obliczeń masy odważników, uzyskuje się za pomocą dwóch różnych jednostek kalibracyjnych. Skrzynka sensorowa jest umieszczona na każdym manometrze tłokowym i udostępnia informacje dotyczące temperatury tłoka oraz pozycji unoszenia obciążników. Stacja pogodowa mierzy ciśnienie atmosferyczne, względną wilgotność powietrza oraz temperaturę otoczenia. Te dane są przesyłane do iPada za pomocą łącza Bluetooth.
Obliczenie masy odważnika, wymaganego do wytworzenia ciśnienia, przebiega jeszcze sprawniej i szybciej, ponieważ uruchamiane jest przez użytkownika za pomocą dotykowego interfejsu, a nie klawiatury. Można wykonywać obliczenia dla kilku pras obciążnikowo-tłokowych jednocześnie, a na dodatek niezależnie od stanowiska pracy. Dzięki temu użytkownik w trakcie obliczeń nie musi przebywać przy konkretnych manometrach wagowych. Stacja pogodowa działa centralnie w całym laboratorium, toteż obliczanie dodatkowych barometrycznych wartości referencyjnych nie jest konieczne. Pozwala to zaoszczędzić dodatkowe koszty.
Wielokrotne wykorzystywanie zapisanych danych
Nowa forma komunikacji, wykorzystująca różnego rodzaju urządzenia do przekazywania danych, wpływa podczas kalibracji przyrządów za pomocą pras obciążnikowo-tłokowych zarówno na jakość, jak i na wydajność procesu kalibracji. Wszelkie dane są przesyłane do komputera, gdzie za pomocą specjalnego oprogramowania (WIKA-CAL) są przetwarzane i zapisywane. Drukowany następnie dokument zawiera nie tylko informacje potwierdzające precyzję wzorca, ale również wszelkie istotne dla tego badania wartości pomiarowe.
Zapisane informacje można wielokrotnie wykorzystywać. Dotyczy to również parametrów otoczenia, rejestrowanych przez stację pogody, która odwzorowuje warunki panujące w całym laboratorium. Za pomocą łącza Bluetooth może z tych danych korzystać np. kontroler ciśnienia, aby w przypadku określonych zadań badawczych przełączać się między wartościami absolutnymi i względnymi.
Dzięki zastosowaniu nowoczesnej technologii informacyjno-komunikacyjnej można wyraźnie zwiększyć wydajność procesów pomiarowych, przeprowadzanych w laboratoriach kalibracyjnych. Jednak pewna czynność nie zmienia się nawet w erze cyfrowej: płytki wzorcowe, wykorzystywane w prasach obciążnikowo-tłokowych w celu wytworzenia ciśnienia, trzeba nadal nakładać ręcznie.
Miłosz Pawlak
source: WIKA Polska