Medición de aire en un sistema de gestión de calidad

Aquí hay una configuración de calibración con una lectura, un medidor de aire, un conjunto de orificios, un maestro de configuración y documentación. Fuente: calibre occidental

Los patrones de ajuste son los estándares de referencia utilizados para la calibración de sistemas de medición de aire. Fuente: calibre occidental

Los medidores de aire son un tipo comparativo de dispositivo de medición. Aquí hay un miembro del anillo de aire. Fuente: calibre occidental

Su proveedor de medidores de aire debería poder ayudarlo con sus necesidades de calibración y mantenimiento de medidores de aire. Aquí se muestra una sonda de aire. Fuente: calibre occidental

Los componentes básicos de cualquier sistema de medidor de aire incluyen el medidor de aire, los maestros de configuración y la lectura electrónica/neumática. Aquí se muestra un sistema de medición de aire con lectura, miembro de medición de aire y maestro de configuración. Fuente: calibre occidental

En el mundo de la calidad, los medidores de aire se encuentran junto a los micrómetros, calibradores, comparadores, básculas, CMM y muchos otros instrumentos, ya que todos ellos se consideran equipos de medición y prueba (M&TE).

Según estándares de calidad como ISO 9000, ISO 13485, AS9100 e IATF 16949A, un programa completo de medición de aire estará compuesto no solo por los componentes físicos que componen el medidor sino también por los programas de mantenimiento y calibración necesarios para mantener esos componentes en un estado preciso. estado de funcionamiento.

Los componentes básicos de cualquier sistema de medidor de aire incluyen el medidor de aire, los maestros de configuración y la lectura electrónica/neumática. Cada uno de estos componentes requerirá una calibración periódica por parte de personal interno o de un laboratorio externo, los cuales deberán cumplir con los requisitos del sistema de calidad.

¿Qué constituye la calibración, quién puede calibrarla y con qué frecuencia para que se cumplan los requisitos del sistema de calidad?

Antes de profundizar en estas preguntas, es necesario aclarar la pluralidad de terminología en la industria de medición de aire. Hay varios términos que significan lo mismo; a la inversa, hay términos que significan lo mismo, pero el uso de uno puede ser más apropiado en un contexto determinado. La barra lateral enumera los términos y sus sinónimos que se usan comúnmente.

La consideración más importante de un medidor de aire que opera en un sistema de gestión de calidad es la garantía de precisión a través de la calibración.

Una definición estricta de la palabra "calibración" que tienen la mayoría de los sistemas de calidad sería algo así como: "la relación entre los valores de un instrumento y los valores correspondientes obtenidos por los estándares". Para que un medidor de aire cumpla con esa definición, será valioso conocer su funcionamiento.

Los medidores de aire son un tipo comparativo de dispositivo de medición. Operan en un mundo de dos sistemas: sistemas maestro único y maestro dual, donde cada uno requiere el uso de uno o dos maestros de configuración respectivamente, ya sea para establecer el desplazamiento cero o para establecer la ganancia. El término "calibración" se ha utilizado de manera muy vaga para describir estas dos operaciones.

Un cumplimiento estricto de la definición del término calibrar requeriría varios elementos básicos del programa de calibración para llevar a cabo una “calibración” de un medidor de aire. El estándar ISO/IEC 17025 es uno de los estándares de calibración más referenciados para los requisitos generales de un laboratorio de calibración competente. Los elementos de esta norma deben emplearse en cualquier operación que realice calibración en M&TE interno. Los elementos clave son:

El sistema de medidor de aire maestro dual se considera un medidor de “calibración en el momento de uso”. Se puede realizar una calibración en un sistema maestro dual cuando todos los elementos enumerados anteriormente están en su lugar. Cuando los elementos anteriores no están implementados, el término más apropiado para describir los pasos involucrados en el uso de un medidor maestro dual es "dominar", no "calibrar". Masterizar es simplemente aplicar dos estándares de referencia para establecer la ganancia. La masterización debe realizarse periódicamente para ajustar los efectos ambientales o como una verificación intermedia entre calibraciones. Sin embargo, cuando se instala un nuevo medidor o ha pasado un intervalo de tiempo significativo, se requiere la “calibración” del medidor maestro dual.

Los sistemas maestros duales se pueden calibrar con los dos maestros que normalmente se piden con ellos. Sin embargo, calibrar con los mismos dos estándares de referencia que se utilizaron para “dominar” el instrumento tiene sus inconvenientes. En determinadas condiciones, se pueden enmascarar errores de escala. Además, una calibración de dos puntos no revela errores de linealidad que pueden ser significativos en mediciones de amplio rango. Para saber realmente si su medidor es preciso, es necesario un tercer punto de datos.

El sistema maestro único tiene requisitos de calibración similares. Pero nuevamente, sin los elementos de un sistema de calidad, es mejor llamar a la operación “dominar” el instrumento, no calibrarlo.

Comprender a la única bestia maestra ayudará a saber cómo calibrarla. Los miembros del medidor de aire maestro único se fabrican con una ganancia neumática estandarizada; de la misma manera, la lectura se establece en una ganancia electrónica estandarizada, en lugar de estar escalada para cada miembro del medidor de aire individual y "diferente". La estandarización permite la intercambiabilidad de medidores de aire maestros únicos. Lo que significa que se puede utilizar un solo miembro de medidor de aire maestro con cualquier lectura maestra única, y viceversa, sin tener que restablecer la ganancia en la lectura. Las lecturas maestras individuales tienen la ganancia bloqueada en fábrica, de modo que la operación en el campo solo requiere una configuración maestra, utilizada para poner a cero el instrumento.

Las lecturas de un solo maestro se calibran mejor independientemente del miembro del medidor de aire (herramientas). La calibración se realiza con limitadores de flujo que simulan las herramientas “estandarizadas”. Los limitadores de flujo (juegos de orificios) vienen en juegos de tres. Se utilizan dos orificios para controlar (escalar) la lectura, mientras que los tres se utilizan para la calibración. Los propios conjuntos de orificios están calibrados con estándares de referencia trazables, cumpliendo con los requisitos de calidad de trazabilidad. El usuario final puede comprar y utilizar los juegos de orificios, pero son más comúnmente utilizados por el fabricante en la fábrica.

El miembro calibrador (herramientas) de un sistema maestro único también requiere calibración. Esto garantiza que todo el sistema, es decir, la lectura y las herramientas, funcione con precisión. El uso del único maestro que normalmente se compra con las herramientas de un solo maestro es apropiado para "dominar" ("poner a cero") el instrumento y esto debe hacerse periódicamente para tener en cuenta los cambios ambientales. Sin embargo, usar solo ese maestro para una calibración de un solo punto es insuficiente. Como mínimo, se debe utilizar un segundo maestro que proporcione un segundo punto de datos.

Una calibración de un solo punto de datos verifica que la compensación cero esté configurada correctamente; dos puntos de datos permiten una medida del desplazamiento y la ganancia del cero; Tres puntos de datos evalúan el desplazamiento cero, la ganancia y la linealidad. Cuantos más puntos de datos, mejor será la calibración. Sin embargo, demasiados puntos eventualmente no agregan más valor y aumentan el costo.

Una buena regla general para la cantidad de puntos de datos necesarios como mínimo para calibrar un medidor de aire es: una referencia maestra por encima del tipo de sistema. Por lo tanto, un sistema maestro único requeriría dos maestros de configuración y un sistema maestro dual requeriría tres maestros de configuración. Esto minimiza el costo de los másteres y proporciona un nivel aceptable de confianza en la calibración.

Los patrones de ajuste son los estándares de referencia utilizados para la calibración de sistemas de medición de aire, generalmente anillos, tapones y discos de ajuste que cumplen con las especificaciones ASNI/ASME. Los maestros de ajuste se someten a los mismos rigores que exige el sistema de calidad que los medidores de aire. El número del certificado de calibración maestra de configuración está referenciado en el certificado de calibración del medidor de aire para cumplir con el requisito de trazabilidad al Instituto Nacional de Medición (NMI), por ejemplo, NIST.

Los límites de aceptación de la calibración del medidor de aire se establecen en función de la tolerancia del producto o, alternativamente, de las especificaciones del medidor del fabricante. Cuando se base en la tolerancia del producto, se debe utilizar un límite de aceptación del 10% o menos; El 5% es un número mejor. Una tolerancia del producto de 0,002” se traduciría en un límite de aceptación de calibración de 0,0002”, y la precisión de los patrones utilizados para calibrar el medidor debería ser del 10% o menos de eso, o 0,00002”. Cuando se utilizan las especificaciones del fabricante, el límite de aceptación para la calibración debe ser menor o igual a la especificación de precisión del fabricante.

La precisión de un medidor de aire disminuirá si hay acumulación de aceite y suciedad en los surtidores y las salidas de aire. Las buenas prácticas de calibración tomarán nota de esto al registrar la condición tal como se recibió. Se deben implementar procedimientos de limpieza o un plan de mantenimiento para mantener limpio el medidor. Las lecturas tenderán a verse afectadas principalmente por la contaminación del aceite dentro de las líneas de aire, los componentes neumáticos y las placas de circuito impreso. Un buen sistema coalescente y de filtración de aire es imprescindible para mantener su medidor en óptimas condiciones. Se debe controlar el desgaste de las herramientas. Dado que la boquilla del medidor de aire está empotrada, el desgaste no afecta directamente la precisión de la medición; sin embargo, el desgaste excesivo dará como resultado un aumento de la holgura, lo que provocará un desequilibrio y una mala repetibilidad. Los errores de repetibilidad y deriva se descubren mejor mediante un estudio GR&R. Es posible que la calibración no detecte errores de repetibilidad y deriva.

El intervalo de calibración de un medidor de aire lo establece el usuario y dependerá de la aplicación, el uso y el entorno. Cada seis meses o cada año es un buen punto de partida. El intervalo debe ajustarse evaluando los resultados de calibraciones anteriores. Demasiados fracasos tal como se recibieron exigen acortar el intervalo. El intervalo también se puede alargar si se observa una tendencia de paso constante.

Su proveedor de medidores de aire debería poder ayudarlo con sus necesidades de calibración y mantenimiento de medidores de aire. Asegúrese de que el laboratorio que utiliza esté acreditado por ISO/IEC 17025 o cumpla con los requisitos de la norma. Los laboratorios acreditados tendrán un documento llamado "alcance de acreditación" que enumera sus servicios de calibración. Este documento está registrado en su organismo de acreditación y normalmente está disponible en el sitio web del fabricante. Verifique su alcance para verificar que la medición de aire sea parte de sus servicios de calibración acreditados.

Steve Harrington, BSME, MBA, es el gerente del grupo de ingeniería de Western Gage Corp. Puede comunicarse con él en [email protected].