Kalibratie Vs vervalmetingen in lektesters met drukverval - Industrial Physics Kalibratie Vs vervalmetingen in lektesters met drukverval - Industrial Physics

Productaanvragen

Product(en) waarin ik geïnteresseerd ben

U heeft momenteel geen producten in uw winkelwagen, ga verder met browsen en selecteer een of meerdere producten.

Offerte aanvragen

Ga door met browsen

Kennisbank

Kalibratie Vs vervalmetingen in lektesters met drukverval

De vraag is gesteld wat de relatie is tussen “ijking” (nauwkeurigheid van de lekdetectietester) en “resolutie” (vermogen van de tester om een drukverschil – “verval” – te detecteren dat tijdens de lektest optreedt). Er bestaat met name verwarring over de vraag hoe de “resolutie” van het lektestsysteem 0,0001 psi kan zijn, ook al kan de “ijking” (nauwkeurigheid) van het instrument aanzienlijk nauwkeuriger zijn, zoals +/- 0,075 psi. Het antwoord op de vraag ligt in de definitie van deze twee parameters van lektesters met drukverval, en in het begrip van wat er gebeurt tijdens een lektest met drukverval.

Om lekken in een apparaat vast te stellen met behulp van de “drukverval”-methode wordt de druk in het
apparaat tot een vooraf bepaalde druk, waarbij de toevoerbron van de druk wordt afgesloten en een drukverandering (“decay”) wordt gedetecteerd gedurende een vooraf bepaalde testtijd. Moderne meetinstrumenten voor drukverval, zoals de TM Electronics Solution Leak Tester, kunnen drukveranderingen detecteren die zo klein zijn als 0,0001 psi. Dit vermogen om drukveranderingen gedurende de testtijd te detecteren wordt gedefinieerd als de “resolutie” van het instrument. Dit staat los van de begindruk van de test (behalve in de speciale omstandigheid waarin een gespecificeerde lekkage als testcriterium wordt gebruikt). Voor meer gedetailleerde informatie over hoe het testinstrument deze drukverandering detecteert, waarom de resolutie wordt beperkt door externe en omgevingsfactoren, en de basis
de fysica van de lektest met drukverval, zie aanhangsel A hieronder.

Kalibratie daarentegen verwijst naar de nauwkeurigheid van de reproductie door de lektester van de gewenste testdruk voor de lektest. Als u bijvoorbeeld een lektest onder druk uitvoert met 50 psi als testdruk, zorgt een nauwkeurige kalibratie ervoor dat uw testinstrument die testdruk consequent reproduceert, in een specifieke reeks meeteenheden, onder een standaardreeks omstandigheden, telkens wanneer u test, binnen een variatiebereik dat wordt bepaald door de nauwkeurigheid van het instrument. De lektestinstrumenten van TM Electronics worden gekalibreerd ten opzichte van een bekende “standaard” meter, gecontroleerd door een normalisatie-instelling zoals het National Institute of Standards Technology (NIST).

Samenvattend wordt de resolutie van het lektestsysteem gedefinieerd door het kleinste drukverschil (verval) dat het instrument consistent kan detecteren gedurende een vooraf bepaalde testtijd, ongeacht de begindruk van de lektest. De ijking van het instrument wordt gedefinieerd als de nauwkeurigheid van de testdruk die bij het begin van de lektest wordt toegepast. Voor alle praktische doeleinden zijn deze twee punten niet verwant, maar totaal gescheiden kenmerken van het lektestinstrument.

BIJLAGE A: Discussie
De vaststelling van lekken in een toestel met behulp van de “drukverval”-methode houdt in dat het toestel onder druk wordt gezet tot een vooraf bepaalde druk (gewoonlijk in psi, gauge, psig), dat de toevoerbron van de druk wordt afgesloten en dat enige tijd wordt gewacht om een drukverandering waar te nemen. Het vermogen om de drukverandering te detecteren wordt bepaald door de “resolutie” van het testinstrument, d.w.z. het minst significante meetcijfer van het instrument. De resolutie van een moderne elektronische drukvervaltester is een functie van de versterking door het elektronische systeem van de basisdrukopnemer (het apparaat dat druk omzet in een elektronisch signaal), de omzetting van de elektronische spanning (of stroom) in een digitaal signaal, de invoer/uitvoer-software, alsmede de basis
fysica van de gaswetten in verband met de temperatuur en de mechanische stabiliteit van het systeem.

Moderne meetinstrumenten voor drukverval hebben routinematig de mogelijkheid om resoluties van druk te maken tot 0,0001 psi [0 .01mbar]Maar ook al zijn grotere elektronische resoluties mogelijk, de fysica van de feitelijke verandering van druk in verband met externe factoren zoals mechanische volumeverandering wanneer een belasting op een toestel wordt uitgeoefend, of adiabatische temperatuurveranderingen bij korte testcycli, of omgevingstemperatuurveranderingen bij langere testtijden, en het stromingsregime van laminaire of turbulente stroming beperken de realiteit van herhaalbare en betrouwbare metingen.
De algemene gaswet PV= nRT geeft aan dat zowel volume als temperatuur een factor zijn bij de meting.

Wanneer tijd wordt ingevoerd, kan de volumelekkage [Q] worden berekend door de verandering van de druk [dP] te relateren aan een tijdsverandering [dt]. De gaswetvergelijking kan dan worden gereduceerd tot
Q= dP/Pa * V/ dt

De gekozen meeteenheid bepaalt dan de passende lekstroomafgifte [sccm,
sccs, Pa-m3/sec].

Uit deze vergelijking blijkt dat de variabele meting om een leksnelheid te bepalen de mogelijkheid is om het drukverschil in een vaste tijd te meten. Het volume van het systeem en de afstemmingsdruk op de standaardomstandigheden worden verondersteld constant te zijn gedurende de testtijd. Aangezien dP een verschil is tussen de begin- en einddruk, is de bepaling van de werkelijke lekkage afhankelijk van het vermogen van het testinstrument om kleine veranderingen van het elektrische signaal te onderscheiden, maar niet noodzakelijkerwijs van de absolute waarde van het signaal. De absolute waarde van het signaal is een functie van de output van de drukomvormer per drukeenheid, bijvoorbeeld 1 volt/ psi. De werkelijke druk die wordt gemeten maakt deel uit van de specificatie van de omvormer en zijn “ijking” aan een bekende druknorm. De meeste omzetters hebben een spanningsuitgang die gerelateerd is aan hun maximum bereik, bijvoorbeeld 10 Volt/ 10 psi (ofwel overdruk ofwel absolute druk).

De “ijking” van de primaire omvormer van een instrument is gerelateerd aan een bekende “standaard” meter. Deze meters of vergelijkende metingen worden gecontroleerd door een normalisatie-instelling, zoals het National Institute of Standards Technology (NIST). De ijking van een instrument heeft dan betrekking op het vermogen van een instrument om een bekende druk in een specifieke reeks meeteenheden te reproduceren ten opzichte van een bekende standaard in een standaardreeks van omstandigheden.

De mogelijkheid om een bepaalde lekkage te bepalen hangt van vele factoren af. In het drukverval-instrument is de resolutie van het “drukverschil” de belangrijkste factor. Aangezien de meting van het drukverschil een combinatie is van de uitgangsspanning van de transducer en zijn vermogen om deze waarde te reproduceren en de elektronica van het instrument om het signaal consequent te reproduceren, is er een reeks systematische en toevallige fouten aan het werk. Daarom wordt gewoonlijk een R&R-studie van het instrument en het testsysteem waaraan het is bevestigd, uitgevoerd.

De R&R-studie van de meter kan het best worden uitgevoerd met betrekking tot het werkelijke testsysteem dat het instrument wordt gebruikt om te testen. Het typische peilonderzoek wordt uitgevoerd met een bekende of voorspelbare lekkage-inrichting zoals een opening of een micro-instelbare klep die kan worden gebruikt om het gehele testsysteem op de proef te stellen. De zogenaamde “leknorm” wordt gedefinieerd aan de hand van de bedrijfsdruk en de gemeten stroomwaarde uit een standaardbron. Bij toepassing op een lektestsysteem dat bestaat uit het instrument, de hulpbuizen en hulpstukken en het bekende niet lekkende testonderdeel, kan de standaardlek herhaaldelijk worden gemeten om de variatie van het systeem vast te stellen. De “precisie” van het systeem kan dan statistisch worden bepaald, zodat de prestatienormen kunnen worden vastgesteld voor de
toegepaste testmethode. Goede procedures voor de validering van testmethoden moeten worden toegepast om rekening te houden met variaties tussen gebruikers onderling en met omgevingsvariaties. Als de test door meerdere laboratoria wordt uitgevoerd, zal een protocol voor reproduceerbaarheidstests tussen laboratoria die variatie bieden.

Aldus worden “kalibratie” en “precisie” [repeatability] van een lekkage of drukverandering gezien als twee afzonderlijke en onderscheiden maatregelen bij de meting van drukverval-lektesten. De ijking verwijst naar het vermogen van een instrument om een bekende druk af te lezen ten opzichte van een standaard
maat. De reproductie van een bekende of geraamde lekkage is afhankelijk van de fysica van het medium en de systeemstructuur, met inbegrip van het testonderdeel. Het vermogen om een bepaald lek consistent te reproduceren is een functie van de precisie van het systeem op basis van het instrument en andere onderdelen van
het systeem.