متدولوژی کالیبراسیون دما و رطوبت چمبرها و اصول نقشهبرداری دمایی (Temperature Mapping)
تدوین و اجرای دقیق‌ترین پروتکل‌های کالیبراسیون حجمی برای چمبرها، چیلرها و فریزرهای فوق‌سرد بر اساس الزامات ISO/IEC 17025.
مقدمه فنی: چرا متدولوژی حجمی (Volumetric) فراتر از کالیبراسیون تک‌نقطه‌ای است؟
متدولوژی کالیبراسیون دما و رطوبت تجهیزاتی مانند چمبرهای تست شرایط محیطی و فریزرهای فوق‌سرد (ULT) یک فرآیند پیچیده است که هدف آن تنها تنظیم مجدد یک نمایشگر نیست. در واقع، هدف اصلی، اطمینان از این است که کل حجم کاری (Working Volume) چمبر، دما و رطوبت را به صورت یکنواخت (Uniform) و پایدار (Stable) حفظ کند. این روش به عنوان کالیبراسیون حجمی یا نقشهبرداری میدانی شناخته می‌شود.
بنابراین، متدولوژی ثامن لب، که کاملاً بر پایه الزامات ISO 17025 طراحی شده، بر دو پارامتر اصلی تکیه دارد:
- یکنواختی (Uniformity): حداکثر اختلاف دما بین تمامی نقاط اندازهگیری شده در فضای کاری در یک لحظه.
- پایداری (Stability): حداکثر نوسان دمای یک نقطه خاص در طول دوره آزمون (Soak Time).
فاز ۱: متدولوژی دقیق نقشهبرداری دمایی (Temperature Mapping)
Temperature Mapping ستون اصلی کالیبراسیون حجمی است. این فرآیند تعیین میکند که آیا چمبر تست شما قادر است الزامات دمایی فرآیندتان را در تمامی نقاط فضای کاری برآورده سازد یا خیر. همچنین، این روش برای اعتبارسنجی اولیه (Installation Qualification) و دوره‌های کالیبراسیون منظم حیاتی است.
انتخاب آرایش سنسور و مکان‌یابی نقاط (Sensor Placement)
متدولوژی استاندارد برای حجم‌های متوسط، استفاده از ۱۱ نقطه اندازهگیری است (۹ نقطه در فضای کاری، ۱ نقطه در مرکز و ۱ نقطه برای ثبت دمای نمایشگر چمبر). لذا، سنسورهای مرجع، از جمله RTDهای با دقت بالا یا ترمومترهای استاندارد مقاومتی پلاتینی (SPRT)، در مکان‌های زیر قرار می‌گیرند:
| مکان سنسور | توضیح فنی و دلیل انتخاب | کاربرد در Uniformity |
|---|---|---|
| ۸ گوشه فضای کاری | حساس‌ترین نقاط به اختلاف دما، به ویژه نزدیکی دیواره‌ها و درب. | تعیین حداکثر انحراف از میانگین (Uniformity Delta). |
| مرکز هندسی (Geometric Center) | معمولاً پایدارترین نقطه که برای کالیبراسیون تک‌نقطه‌ای کنترلر استفاده می‌شود. | مقایسه با دمای کنترلر و ارزیابی پایداری در حالت عایق. |
| نزدیک سنسور کنترل (Control Sensor) | بررسی اختلاف دمای واقعی چمبر با مقداری که کنترلر برای تنظیم استفاده میکند. | تعیین آفست (Offset) و نیاز به کالیبراسیون کنترلر PID. |
در نتیجه، تمامی این سنسورها به یک دیتا لاگر مرجع کالیبره شده (Reference Data Logger) با قابلیت ثبت داده‌های همزمان و قابلیت ردیابی ISO 17025 متصل می‌شوند.
محاسبه زمان پایدارسازی (Soak Time) و نرخ نمونهبرداری
تست تنها زمانی آغاز می‌شود که دما در تمام ۱۱ نقطه به محدوده تلرانس رسیده باشد و برای مدت مشخصی (Soak Time) پایدار باقی بماند. همچنین، نرخ نمونهبرداری داده‌ها باید کافی باشد تا نوسانات با فرکانس بالا (High-Frequency Fluctuations) از دست نرود. معمولاً، ما نرخ نمونهبرداری حداقل یک دقیقه یک بار را برای چمبرهای تست توصیه می‌کنیم.
فاز ۲: متدولوژی تخصصی کالیبراسیون رطوبت (اصول Psychrometric)
کالیبراسیون دقیق رطوبت پیچیده‌تر از دما است، زیرا اندازهگیری رطوبت به شدت به دقت اندازهگیری دما وابسته است. بنابراین، ما از متدولوژی‌هایی استفاده می‌کنیم که بر مبنای اصول Psychrometric (فیزیک و خواص حرارتی هوا) استوار هستند.
استفاده از سنسورهای Dew Point و Chilled Mirror
دقیق‌ترین روشهای مرجع برای رطوبت، اندازهگیری مستقیم نقطه شبنم (Dew Point) است که توسط رطوبت‌سنج‌های آینه سرد (Chilled Mirror Hygrometers) انجام می‌شود. در واقع، این ابزارها با دقت بسیار بالا و قابلیت ردیابی مستقیم به استانداردهای NIST، اندازهگیری را از وابستگی مستقیم به سنسورهای خازنی رطوبت (Capacitive Sensors) خارج میکنند.
پروتکل ما شامل:
- اعتبارسنجی دما: کالیبره کردن سنسورهای دمای چمبر (دما و رطوبت کاملاً وابسته به دما هستند).
- اعتبارسنجی رطوبت مرجع: قرار دادن سنسور Chilled Mirror در فضای کاری و مقایسه دقیق نقطه شبنم اندازهگیری شده با مقدار نمایش داده شده توسط کنترلر چمبر.
- تست نقاط اشباع: ارزیابی عملکرد چمبر در نقاط رطوبتی بالا (مانند ۹۰% RH) و پایین (مانند ۲۰% RH) با استفاده از محلول‌های اشباع نمک (Saturated Salt Solutions) در صورت نیاز به صحت‌سنجی سریع.
به این ترتیب، ما انطباق چمبر شما را با متدهای رطوبتی سختگیرانه نظیر MIL-STD Method 507.6 یا الزامات پایداری دارویی (Stability Testing) تضمین می‌کنیم.
فاز ۳: متدولوژی تخصصی برای تجهیزات برودتی شما
تخصص اصلی ثامن لب در تعمیر و اورهال تجهیزات برودتی (Core Focus شما) به طور مستقیم بر متدولوژی کالیبراسیون تأثیر می‌گذارد. در واقع، تنها یک چمبر یا فریزر که سیستم برودتی آن به درستی اورهال شده باشد، می‌تواند نتایج کالیبراسیون پایدار را نشان دهد.
متدولوژی برای فریزرهای فوق‌سرد (ULT Freezers) و سیکل Cascade
کالیبراسیون فریزرهای ULT نیازمند متدولوژی خاصی است:
- تراکم سنسور (High Density Mapping): به دلیل کوچکتر بودن فضای کاری و نوسانات بیشتر در دماهای فوق‌سرد (مانند ۸۰- درجه سانتیگراد)، به تراکم بیشتری از سنسورها نیاز است.
- تست خالی و پر (Empty vs. Loaded): ارزیابی کالیبراسیون در حالت خالی و همچنین در حالت پر (با بارگذاری بلوک‌های منجمد یا شبیه‌سازی نمونه) برای درک تأثیر ظرفیت حرارتی بار روی یکنواختی.
- اعتبارسنجی سیستم تبرید Cascade: اگر عدم پایداری مشاهده شود، ثامن لب مستقیماً علت آن را در سیستم تبرید Cascade (مانند نشتی مبرد، آلودگی روغن یا خرابی کمپرسور Copeland) تشخیص و خدمات اورهال را پیشنهاد می‌دهد. بنابراین، ما مشکل ریشه‌ای را قبل از کالیبراسیون مجدد حل می‌کنیم.
متدولوژی برای چیلرهای صنعتی (Process Chillers)
چیلرهای صنعتی بر خلاف چمبرها، تجهیزات حجمی نیستند؛ کالیبراسیون آن‌ها بر اساس دمای خروجی سیال (Fluid Out Temperature) و نرخ جریان (Flow Rate) است. لذا، متدولوژی ما شامل استفاده از پراب‌های غوطه‌وری مرجع و ارزیابی عملکرد سیستم کنترل سیال است تا اطمینان حاصل شود که دمای سیال خروجی با دقت مورد نیاز فرآیند، پایدار است.
فاز ۴: تحلیل داده‌ها، عدم قطعیت و مستندسازی ISO 17025
نتایج خام Temperature Mapping باید به صورت آماری تحلیل شده و تبدیل به گزارش نهایی شوند که الزامات قانونی و استانداردها را پوشش دهد. در واقع، این مرحله، اوج تضمین Traceability و EEAT است.
تحلیل عدم قطعیت اندازهگیری (MU) بر اساس GUM
برآورد MU بخش جدایی‌ناپذیر متدولوژی کالیبراسیون ISO 17025 است. همچنین، ما تمام منابع خطا را در فرآیند خود لحاظ می‌کنیم:
- خطای سنسورهای مرجع (از گواهی کالیبراسیون آن‌ها).
- خطای داده‌برداری (Data Logger Resolution).
- ناپایداری و عدم یکنواختی چمبر (Uniformity & Stability) که از داده‌های Mapping استخراج می‌شود.
| پارامتر گزارش | روش محاسبه (بر اساس متدولوژی) |
|---|---|
| یکنواختی (Uniformity) | حداکثر (Tmax) – حداقل (Tmin) میانگین دمای تمامی نقاط. |
| پایداری (Stability) | حداکثر (Tmax) – حداقل (Tmin) در نقطه‌ای که بیشترین نوسان را داشته است. |
| خطای نمایشگر (Correction) | دمای واقعی مرکز – دمای نمایشگر چمبر. |
در نتیجه، گزارش نهایی ثامن لب سندی جامع است که برای ممیزی‌های FDA، GMP و MIL-STD کاملاً قابل اتکا خواهد بود. (لینک داخلی: مستندسازی ISO 17025).
❓ سوالات متداول در مورد متدولوژی و اصول فنی کالیبراسیون
📞 تماس مستقیم: درخواست تدوین پروتکل کالیبراسیون ISO 17025
دقت تجهیزات حرارتی و برودتی شما، با متدولوژی تست و کالیبراسیون اثبات‌شده ثامن لب تضمین می‌شود. برای اجرای نقشهبرداری دمایی و اورهال فنی، با ما تماس بگیرید.
ثبت درخواست مشاوره فنی و اجرای Mapping