03.04.2025
Метрологическое обслуживание оборудования в лаборатории
Все оборудование, которое можно увидеть в лаборатории, делится на три группы: средства измерения, испытательные машины и вспомогательные приборы и инструменты. Автор статьи рассказывает, чем они отличаются, как их обслуживать, а также контролировать точность их работы.
Средство измерения — это техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики. Иными словами, это прибор, с помощью которого измеряется определенная величина, параметр (длина, температура, давление, сила и так далее), и имеющий регламентированный диапазон отклонения измеренного значения от истинного. Это значит, что для такого прибора Росстандартом определен диапазон погрешности, который принимается к качестве неизменного.
Если средство измерения прошло проверку в Росстандарте, для него разработаны методики проверки, технические нормативы и методика поверки. Оно вносится в Государственный реестр средств измерений (СИ), и именно такими приборами пользуются аккредитованные лаборатории.
Испытательное оборудование (ИО), как следует из названия, это устройства, которые предназначены для воспроизведения условий испытаний.
ИО может иметь в своем составе средства измерения (например, термошкаф оснащен термопарой) и даже может быть оснащено программным обеспечением. ИО может воспроизводить один параметр (как термошкаф — температуру), а может несколько (к примеру, термобарокамера — температуру и давление).
Вспомогательное оборудование (ВО) не измеряет параметр, не создает условий, но участвует в процессе исследований.
Обычно для проведения испытаний нужны и СИ, и ИО, и ВО. Например, для измерения ПТР расплава полимера используют пластометр, а это ИО, которое включает в себя термостат (это тоже ИО). Испытатель засыпает гранулы в камеру и засекает время выдержки материала в ней, используя для этого некое средство измерения времени (СИ). Расплав стекает по капилляру, оператор делает отсечку стренги через определенное время (оно снова измеряет с помощью средства измерения, которое мы привыкли называть секундомером) и взвешивает стренгу на весах (СИ). Если оператор рассматривает в микроскоп агломераты красителя в пленке, то использует ВО (микроскоп не создает условий и не измеряет параметров). Однако если в программном обеспечении камеры микроскопа или в его окуляре есть шкала, которая позволяет определить размеры агломератов, то эта шкала является средством измерения (СИ).
Метрологическое обслуживание
Измерения и испытания происходят повсеместно: в области здравоохранения, охраны окружающей среды, гражданской обороны и защиты населения от чрезвычайных ситуаций, ветеринарии, охраны труда и пожарной безопасности, геодезической деятельности, гидрометеорологии, при осуществлении торговых и учетных операций, а также выполнении работ по оценке соответствия товаров и продукции требованиям, которые для них установило государство. Единство измерений нормирует ФЗ РФ №102 «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года.
Для обеспечения единства измерений существуют три процедуры подтверждения точности оборудования: поверка, калибровка и аттестация.
Поверка проводится для средств измерений (СИ) и представляет собой проверку соответствия характеристик прибора установленному Росстандартом допустимому диапазону погрешности. Поверка проводится только по специальной методике и только аккредитованными организациями: центрами стандартизации и метрологии (ЦСМ), а также лабораториями.
Обязательной поверке подвергаются СИ, внесенные в Госреестр СИ и используемые в сферах, которые подвергаются госрегулированию (ФЗ №102).
Калибровка — это сравнение показателей средства измерения (СИ), испытательного оборудования (ИО) или вспомогательного оборудования (ВО) и некоего эталона, а также определение реальных характеристик СИ. Эталоном могут быть государственные стандартные образцы (ГСО), измеряемая величина которых известна, или другое поверенное СИ.
Методика проведения калибровки может быть описана в международных или региональных стандартах, в документации на оборудование (инструкции по эксплуатации или разделе технических условий), разработана изготовителем оборудования или даже разработана и утверждена самой лабораторией. Главное требование к такой методике — обеспечение метрологической прослеживаемости в отношении к эталону. Калибровку могут выполнять не только специализированные аккредитованные компании, но и любые компетентные сотрудники, у которых есть эталон и методика калибровки.
Результаты калибровки должны быть использованы для корректировки оборудования. Например, с помощью поверенного термометра было определено, что при заданной температуре 150 °С термошкаф разогревается только до 145 °С. В этом случае следует или скорректировать нагрев (если шкаф оснащен модулем управления и имеет такую опцию), или каким-то образом маркировать шкаф, донеся до сведения исполнителей работ, что для того, чтобы получить в шкафу реальные 150 °С, следует задавать нагрев до 155 °С.
Аттестация оборудования — это определение того, насколько показатели оборудования вписываются в точность, указанную в методике проведения испытания или инструкции по эксплуатации самого прибора.
Аттестацию проводят для тех параметров, для которых есть требования в отношении точности, в соответствии с программами и методиками аттестации, которые могут быть разработаны самостоятельно или описаны в нормативных документах, описывающих само испытание. Если в составе оборудования есть средства измерения, то они подвергаются поверке.
Например, для проведения испытаний на УФ-старение был использован везерометр. Мощность излучения его ламп контролируется радиометром. Прибор оснащен системой орошения образцов, так как контролировать влажность в процессе испытания важно, ведь в ГОСТе для данного испытания зафиксировано, что влажность должна составлять 80±5%. В описании самого прибора указано, что он поддерживает влажность с точностью до 2%.
Радиометр в составе везерометра — это СИ, и он подвергается поверке.
Допустим, для аттестации прибора была разработана методика аттестации и учтена погрешность, заявленная в описании машины. Методика выглядит следующим образом: поверенный гигрометр помещается в камеру, задается влажность на уровне 80% и в течение 2 часов ведется наблюдение за показаниями прибора. Сначала они будут колебаться, а затем стабилизируются на уровне 81%. Это и будет выполнением аттестации прибора в отношении параметра влажности.
При проведении испытаний камера нагревается естественным образом. Однако контроль температуры не прописан в ГОСТе, значит, аттестовать прибор по параметру температуры не обязательно, несмотря на то, что термодатчик, контролирующий аварийное отключение камеры при перегреве, в ней есть.
Помощь профессионалов
Самостоятельная проверка точности — это, с одной стороны, независимость от поставщиков услуг по проверке оборудования, а с другой, — необходимость разработки и утверждения методик и форм публикуемых документов и расходы на приобретение эталонов. Она целесообразна, когда в лаборатории много однотипных СИ и ИО.
За услугами по аттестации и калибровке оборудования можно обратиться и в Центр коллективного пользования (ЦКП) компании «МЕТАКЛЭЙ Исследования и Разработки». Здесь трудоустроены метрологи, которые проходят ежегодное обучение и повышение квалификации, утверждены методики аттестации и калибровки, и уже накопилось значительное количество эталонных образцов и СИ. Кроме того, для новых лабораторий и лабораторий, готовящихся к процедуре аккредитации, предоставляются услуги по формированию реестров и перечней СИ и ИО, составлению календарных планов поверки, аттестации и калибровки, утверждению графиков и периодичности технического обслуживания и ремонта установок.
Посмотреть в журнале
Ульяна ЦЮЦЬКОМА,
руководитель Центра
коллективного пользования (ЦКП)
компании «МЕТАКЛЭЙ
Исследования и Разработки»
Средство измерения — это техническое средство, предназначенное для измерений и имеющее нормированные метрологические характеристики. Иными словами, это прибор, с помощью которого измеряется определенная величина, параметр (длина, температура, давление, сила и так далее), и имеющий регламентированный диапазон отклонения измеренного значения от истинного. Это значит, что для такого прибора Росстандартом определен диапазон погрешности, который принимается к качестве неизменного.
Если средство измерения прошло проверку в Росстандарте, для него разработаны методики проверки, технические нормативы и методика поверки. Оно вносится в Государственный реестр средств измерений (СИ), и именно такими приборами пользуются аккредитованные лаборатории.
Испытательное оборудование (ИО), как следует из названия, это устройства, которые предназначены для воспроизведения условий испытаний.
ИО может иметь в своем составе средства измерения (например, термошкаф оснащен термопарой) и даже может быть оснащено программным обеспечением. ИО может воспроизводить один параметр (как термошкаф — температуру), а может несколько (к примеру, термобарокамера — температуру и давление).
Вспомогательное оборудование (ВО) не измеряет параметр, не создает условий, но участвует в процессе исследований.
Обычно для проведения испытаний нужны и СИ, и ИО, и ВО. Например, для измерения ПТР расплава полимера используют пластометр, а это ИО, которое включает в себя термостат (это тоже ИО). Испытатель засыпает гранулы в камеру и засекает время выдержки материала в ней, используя для этого некое средство измерения времени (СИ). Расплав стекает по капилляру, оператор делает отсечку стренги через определенное время (оно снова измеряет с помощью средства измерения, которое мы привыкли называть секундомером) и взвешивает стренгу на весах (СИ). Если оператор рассматривает в микроскоп агломераты красителя в пленке, то использует ВО (микроскоп не создает условий и не измеряет параметров). Однако если в программном обеспечении камеры микроскопа или в его окуляре есть шкала, которая позволяет определить размеры агломератов, то эта шкала является средством измерения (СИ).
Метрологическое обслуживание
Измерения и испытания происходят повсеместно: в области здравоохранения, охраны окружающей среды, гражданской обороны и защиты населения от чрезвычайных ситуаций, ветеринарии, охраны труда и пожарной безопасности, геодезической деятельности, гидрометеорологии, при осуществлении торговых и учетных операций, а также выполнении работ по оценке соответствия товаров и продукции требованиям, которые для них установило государство. Единство измерений нормирует ФЗ РФ №102 «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года.
Для обеспечения единства измерений существуют три процедуры подтверждения точности оборудования: поверка, калибровка и аттестация.
Поверка проводится для средств измерений (СИ) и представляет собой проверку соответствия характеристик прибора установленному Росстандартом допустимому диапазону погрешности. Поверка проводится только по специальной методике и только аккредитованными организациями: центрами стандартизации и метрологии (ЦСМ), а также лабораториями.
Обязательной поверке подвергаются СИ, внесенные в Госреестр СИ и используемые в сферах, которые подвергаются госрегулированию (ФЗ №102).
Калибровка — это сравнение показателей средства измерения (СИ), испытательного оборудования (ИО) или вспомогательного оборудования (ВО) и некоего эталона, а также определение реальных характеристик СИ. Эталоном могут быть государственные стандартные образцы (ГСО), измеряемая величина которых известна, или другое поверенное СИ.
Методика проведения калибровки может быть описана в международных или региональных стандартах, в документации на оборудование (инструкции по эксплуатации или разделе технических условий), разработана изготовителем оборудования или даже разработана и утверждена самой лабораторией. Главное требование к такой методике — обеспечение метрологической прослеживаемости в отношении к эталону. Калибровку могут выполнять не только специализированные аккредитованные компании, но и любые компетентные сотрудники, у которых есть эталон и методика калибровки.
Результаты калибровки должны быть использованы для корректировки оборудования. Например, с помощью поверенного термометра было определено, что при заданной температуре 150 °С термошкаф разогревается только до 145 °С. В этом случае следует или скорректировать нагрев (если шкаф оснащен модулем управления и имеет такую опцию), или каким-то образом маркировать шкаф, донеся до сведения исполнителей работ, что для того, чтобы получить в шкафу реальные 150 °С, следует задавать нагрев до 155 °С.
Аттестация оборудования — это определение того, насколько показатели оборудования вписываются в точность, указанную в методике проведения испытания или инструкции по эксплуатации самого прибора.
Аттестацию проводят для тех параметров, для которых есть требования в отношении точности, в соответствии с программами и методиками аттестации, которые могут быть разработаны самостоятельно или описаны в нормативных документах, описывающих само испытание. Если в составе оборудования есть средства измерения, то они подвергаются поверке.
Например, для проведения испытаний на УФ-старение был использован везерометр. Мощность излучения его ламп контролируется радиометром. Прибор оснащен системой орошения образцов, так как контролировать влажность в процессе испытания важно, ведь в ГОСТе для данного испытания зафиксировано, что влажность должна составлять 80±5%. В описании самого прибора указано, что он поддерживает влажность с точностью до 2%.
Радиометр в составе везерометра — это СИ, и он подвергается поверке.
Допустим, для аттестации прибора была разработана методика аттестации и учтена погрешность, заявленная в описании машины. Методика выглядит следующим образом: поверенный гигрометр помещается в камеру, задается влажность на уровне 80% и в течение 2 часов ведется наблюдение за показаниями прибора. Сначала они будут колебаться, а затем стабилизируются на уровне 81%. Это и будет выполнением аттестации прибора в отношении параметра влажности.
При проведении испытаний камера нагревается естественным образом. Однако контроль температуры не прописан в ГОСТе, значит, аттестовать прибор по параметру температуры не обязательно, несмотря на то, что термодатчик, контролирующий аварийное отключение камеры при перегреве, в ней есть.
Помощь профессионалов
Самостоятельная проверка точности — это, с одной стороны, независимость от поставщиков услуг по проверке оборудования, а с другой, — необходимость разработки и утверждения методик и форм публикуемых документов и расходы на приобретение эталонов. Она целесообразна, когда в лаборатории много однотипных СИ и ИО.
За услугами по аттестации и калибровке оборудования можно обратиться и в Центр коллективного пользования (ЦКП) компании «МЕТАКЛЭЙ Исследования и Разработки». Здесь трудоустроены метрологи, которые проходят ежегодное обучение и повышение квалификации, утверждены методики аттестации и калибровки, и уже накопилось значительное количество эталонных образцов и СИ. Кроме того, для новых лабораторий и лабораторий, готовящихся к процедуре аккредитации, предоставляются услуги по формированию реестров и перечней СИ и ИО, составлению календарных планов поверки, аттестации и калибровки, утверждению графиков и периодичности технического обслуживания и ремонта установок.
Посмотреть в журнале