哪里測量儀器需要期間進行儀器計量核查?
期間核查,是用簡單實用的方法,對測量儀器或儀器計量標準的某些存疑的參數,在兩次相鄰校準之間進行的、維持儀器校準狀態(tài)可信度的一種技術核查。
期間核查的目的在于確認上次儀器校準或儀器校正時的性能相對不變,或及時發(fā)現其量值失準并縮短失準后的追溯時間,以便盡可能降低成本和風險。就檢定而言,雖然證書中給出了有效期,但鑒于實際運作的復雜性,并不能確保在此期間其性能始終維持在允許范圍內。
期間核查的對象
《認可準則》關于期間核查提出的要求體現在以下兩個條款中:
“5.5.10當需要利用期間核查以保持設備校準狀態(tài)的可信度時,應按照規(guī)定的程序進行?!?br />
“5.6.3.3應根據規(guī)定的程序和日程對參考標準、基準、傳遞標準或工作標準以及標準物質(參考物質)進行核查,以保持其校準狀態(tài)的置信度?!?br />
考慮到在溯源鏈中的地位,對計量標準應根據規(guī)定的程序和日程進行核查;而對測量儀器并非都要核查,實驗室應考慮哪些需要核查、采用何種方法以及核查的頻次。
一般應對處于下列七種情況之一的儀器進行核查:
(1)使用頻繁的;
(2)使用或儲存環(huán)境嚴酷或發(fā)生劇烈變化的;
(3)使用過程中容易受損、數據易變或對數據存疑的;
(4)脫離實驗室直接控制,諸如借出后返還的;
(5)使用壽命臨近到期的;
(6)投入運行,不能把握其性能的;
(7)測量結果具有重要價值或重大影響的。
實驗室通常并不需要對儀器的所有功能與全部測量范圍進行核查,主要針對所用的穩(wěn)定性不佳的某些參數、范圍或測點。
儀器校正,儀器校準過程中出現的誤差分析
世通公司多年治理研究儀器校準、儀器校正、儀器計量等技術。在這方面已經成為行業(yè)的,而公司也在不斷總結經驗教訓,努力把公司發(fā)展的更好。在平時儀器校準的過程中我們也會出現很多的誤差,后導致了結果的不準確,而這些誤差也都是不同情況下產生的,自然在誤差里面也有很多種的分類了,不同的誤差也會用不同的方法消除誤差。下面我們將會對儀器校準過程中出現的誤差給大家一一講解,希望大家可以從中得到幫助。
1.系統(tǒng)誤差:在相同的條件下,多次測量同一量值時,誤差的符號和大小保持不變;或者是在條件變化時,按照某一確定的規(guī)律在變化。
系統(tǒng)誤差可分為定值和變值系統(tǒng)誤差
1)定值系統(tǒng)誤差的發(fā)現
定值系統(tǒng)誤差可以用實驗法發(fā)現,比如千分尺調零時就會發(fā)現定值系統(tǒng)誤差。
定值系統(tǒng)誤差的消除
修正法可以用來消除定值系統(tǒng)誤差
2)變值系統(tǒng)誤差的發(fā)現
變值系統(tǒng)誤差是通過對隨機誤差分布的規(guī)律檢查來發(fā)現的,經常用殘差觀察法,如果殘差大體正負相間并沒有明顯的規(guī)律變化就可以認為是無變值系統(tǒng)誤差;如果呈周期或線形分布規(guī)律則可判定存在變值系統(tǒng)誤差。
變值系統(tǒng)誤差的消除
抵消法可以用來消除變值系統(tǒng)誤差
2.偶然誤差:在一定的測量條件下,多次測量同一量值時,誤差的大小和符號以不可預定的方式變化的測量誤差。
1)偶然誤差一般呈正態(tài)分布且有界。
2)偶然誤差可通過概率和數理統(tǒng)計方法,估算其范圍,通過對測量數據的分析處理,減少其對測量結果的影響。
3.粗大誤差
超出在規(guī)定條件下預計的測量誤差。這種誤差是由于某種不正常的原因所造成的,如讀數錯誤、突然振動等。
粗大誤差明顯歪曲了測量結果,應予以剔除。
電學儀器計量常見故障排除方法
基于歐姆定律、法拉第定律及麥克斯韋電磁理論,電磁儀器計量得以在實際生產、生活及科學研究中應用。電磁計量儀器可以分為兩個部分,即電學計量儀器和磁學計量儀器。其中前者相對于后者具有發(fā)現研究早、檢測技術成熟完善、準確度高、應用廣泛的特點。而在實際當使用中,常存在使用不當、測試環(huán)境惡劣、自然老化等人為或自然因素導致的計量儀器測定數據不準確的現象,嚴重時甚至導致儀器損壞報廢。故此,我們針對應用廣泛的電學計量儀器常見的故障進行論述,并總結相應的故障排除方法。
1?? 電學計量儀器常見故障及原因
電學計量儀器主要包括以下幾類:直流儀器類、交流儀器類、 電氣測量儀器類、攜帶式電工儀表類、安裝式電表類無線電測試儀器及儀器校準等類別。由于電學計量儀器的種類眾多,故以其中的交流電氣類、電氣測量儀器類及無線電測試儀器類為例,以期能代表性的總結電學計量儀器的常見故障及原因。
1.1??交流電氣類
生活中我們經常使用到交流電,相應的交流計量儀器則也是常見,例如三相調壓器、交流耐壓測試儀、三相交流儀表校驗臺及數字工頻頻率表等。交流耐壓測試儀主要用于各種電機、電器、儀器儀表和家用電器以及強電系統(tǒng)的安全耐壓和漏電流的測定。在測試過程中,隨著電壓的升高,電壓的稍微增大變化,電流便急劇增加,從而產生電壓諧振。在這中情況下,儀器很可能將被測試樣品擊穿。一方面,損壞被測試樣品。另一方面,激增的電流會使得電壓互感器(PT)燒毀、爆炸。終導致測試設備元件的損壞及整個儀器的不可使用。
1.2??電氣測量儀器類
電氣測量儀器包括了萬用表、示波器、應變儀、電壓電流通斷測試儀及鉗形電流表等。其中萬用表是綜合性儀表,可以測量交流或直流的電壓,還可以測量元件的電阻以及晶體管的一般參數和放大器的增益等。萬用表轉換開關的接線較為復雜,因此故障往往也出現在接線之間。如分流電阻焊接不良或短路,則會導致直流電阻讀數有時偏大,有時偏小。選擇開關的燒壞、接觸不良或附加電阻脫焊,則會導致某量程電壓回路不通,而其他量程正常。
1.3??無線電測試儀器類
無線電測試儀器中具代表性的是無線電綜合測試儀,它可以作為頻率計、功率計、調制度計、信納比儀,數字電壓表、示波器及頻譜儀等使用。由于采用大規(guī)模集成電路及微機控制測量數據,故此常出現的故障往往是一般性的故障,如:保險絲燒斷、電源線接觸不良等,此類不再贅述。這里只論述集成電路易出現的問題。集成電路可能出現某處電路銅箔存在細微裂痕、鋁電解電容發(fā)熱、驅動繼電器晶體管損壞、高通濾波電容爆裂,電路的電壓不升高、峰值保持電路的保持特性不好等現象,此類問題的出現往往容易造成整個儀器系統(tǒng)的不正常運轉或根本無法運作。
由以上三類電氣計量儀器常見故障分析,我們可以知道,儀器設備本身測試原理及結構特性是故障發(fā)生類別不同的主要原因,有些故障發(fā)生是由于本身測試存在一個不穩(wěn)定過程,而有些則是儀器結構設計較為復雜引起,因此維修人員要不斷積累每類儀器設備的測試原理及結構知識,才能在故障發(fā)生時準確的判斷并排除。
2?? 排除方法與流程
2.1??故障現象調查與觀察
維修人員在維修時,應向用戶詢問在何種情況下儀器設備發(fā)生故障現象,包括操作人員的熟練程度、故障發(fā)生時出現何種現象,如:燒焦氣味、異常響動等、儀器所處環(huán)境是否有強磁場作用等。仔細詢問故障發(fā)生的每一個細節(jié)并作好詳細的記錄,是下一步進行維修的關鍵,它能有效減少誤判幾率,提高維修的準確度及效率。
在清楚故障發(fā)生的整個過程之后,維修人員要親自觀察損壞儀器設備的情況。依據由外及里、先簡后繁的原則。主要采取有兩種方式進行。種,觀察儀器設備的外觀,主要包括了電源線接觸情況、各個按鍵或旋鈕的損壞情況等。如果在外觀上觀察不出明顯的故障點,則需要將儀器設備進行簡單的拆卸,仔細觀察內部元件是否有明顯的損壞。第二種,通電觀察,在故障的發(fā)生之后,很多情況是儀器設備的部分功能依舊可以實現。所以在通電情況下,認真調試儀器,從中尋找可能的故障點。尤其需要注意的是儀器設備運行時的細節(jié)點,這些細節(jié)點往往是我們迅速而準確的找到故障點的關鍵。
2.2??故障原因分析
在經過故障現象調查之后,基本上可判斷出現何種故障。
采用區(qū)域劃分法逐步縮小損壞范圍,直至尋找到故障產生部位。
若維修人員熟悉儀器測試原理與結構時,則可以進一步借助檢修工具逐個排除故障。而在不熟悉儀器設備原理與結構時,則需要借助儀器設備的說明書或與生產廠家的技術人員進行了解。在詳細、系統(tǒng)的了解清楚儀器設備情況之后,進行綜合系統(tǒng)分析及研究,作出正確、準確的判斷。
2.3??故障排除
通過前兩步的工作,按照故障發(fā)生點的不同及儀器設備元件損壞的嚴重程度,可以進行調節(jié)或更換,從而使儀器設備正常運行。對于損壞元件要詳細了解其參數,為下一步選擇更換件做準備。更換元件的規(guī)格大小要盡量的與原件保持一致。在不得已的情況下,更換元件的參數也要求與原件參數相似。在某些特殊情況下還可以選擇規(guī)格更大的,這則依賴于維修人員對儀器設備運行原理及結構的深刻理解,整體把握元件對機器的影響。
3?? 故障檢測和排除時的注意事項
拆卸儀器設備時,不可強行蠻力拆卸,以免損壞儀器及破壞外觀,尤其是保護性裝置,要輕緩拆卸。
更換的損壞元件、拆開的電線及機械部件,要做好相應的標記,以便更換后快速的恢復原樣。
故障檢測及排除是在儀器設備非正常情況下進行,在通電檢查時需要注意電源處及變壓器部位,不要觸碰到,以免發(fā)生觸電事故。
在更換晶體管和電容元件時,要準確、準點的焊接牢固。
儀器設備在長期的使用過程中,會積沉灰塵,小顆粒等雜物,在維修完畢后,要清理儀器內部和外部的沉積物。
維修好之后,清理機器掉落的小物件,如線頭、焊錫及螺絲等,以防止安全隱患的存在。
4?? 面臨的問題及展望
隨著科學技術的發(fā)展,涌現出多種新型的電學計量技術,如電學量子計量技術、數字化測量技術、等效模擬技術、虛擬儀表技術等。一方面,新技術的應用能夠更為、簡便、準確的測量所需要的數據。另一方面,對儀器維修人員也提出了更高的要求。維修人員要不斷的學習了解新儀器的應用特性。
此外,隨著電學計量儀器向便攜式發(fā)展,越來越多的儀器需現場維修,也就要求維修人員有扎實的技術知識及豐富的經驗。
總之,維修工作是一個逐步積累和不斷學習的過程,維修人員只有端正態(tài)度、堅持學習與實踐才能在工作中得心應手。
世通儀器為拉力試驗機等大型儀器提供維護與保養(yǎng)
近些年來,隨著對教育的扶持和支持力度逐漸加大,我國高校實驗室的硬件建設取得了顯著成效。一些實驗室引進了大量的大型分析儀器、儀器校正和儀器校準設備,這些儀器設備不但為我們提供了科學、準確的檢測數據,而且還為我們節(jié)省了大量的人力和物力資源。然而大型分析儀器結構復雜、精密,往往融合了光學、機械、電子、化學和計算機等方面的技術,一旦出現故障,即使是小問題,管理員往往不敢擅自解決,請廠商派相關的工程師來維修,但對廠商而言,儀器設備一旦賣出,對他們的利益影響不大,對維修工作一般不是很積極。而且,由于大型儀器技術門檻高,市場高度壟斷,在保修期內廠商一般還能免費維修,而保修期后則會收取高昂的維修費和零配件費等,令學校難以承受。此外,由于競爭激烈,高科技公司的平均壽命縮短,儀器的售后服務可能會得不到有效的保障。因此,這就需要我們防患于未然,做好儀器的日常維護保養(yǎng)工作,盡量使儀器不出或少出現故障,以減少麻煩和損失。事實證明,正確的使用和良好的維護可以大型儀器設備長期有效的運轉。下面根據世通儀器在實驗室的工作經驗,從安裝環(huán)境、電源質量、清潔衛(wèi)生等 6 個方面來談談大型儀器設備的維護要點。
1 合適的安裝環(huán)境
大型分析儀器精度等級要求比較高,靈敏度強,我們在購進這些儀器進行安裝時,要一個合適的環(huán)境,它應能夠防塵、防潮、防振 , 電磁干擾小,要求外界因素對儀器的影響達到小。
灰塵多為帶有微量靜電的細小顆粒,常飄浮于空氣中,隨氣流而動,遇物便附著其上。若儀器或周圍環(huán)境積滿了灰塵,不僅影響美觀和實驗者的身心健康,而且灰塵具有吸濕性,儀器內部長期積累的灰塵會腐蝕線路或改變線路板上的阻抗特性,使儀器工作異常,甚至造成器件損壞。雖然大型精密儀器在設計時都注意到了防塵問題,但是為了通風散熱,儀器不可能無通風口和蓋,有時還為了性能要求某些零部件安裝在儀器外部(如氣相色譜的檢測器和切換閥)。因此,為了預防灰塵的危害,我們應確保儀器在潔凈的環(huán)境中使用,并可購買或自制防塵罩,每次用完儀器后應及時罩上。但長時間使用時不要在關機后立即罩上,以免妨礙散熱,加速儀器老化。同時,定期對儀器外部和內部的灰塵進行清掃,如發(fā)現元件蒙塵,可在關機狀態(tài)下用潔凈柔軟的干布蘸無水酒精小心擦拭干凈,不要用棉球,以免留下棉絮,釀成新的隱患。
儀器對于環(huán)境濕度的要求也應給予足夠的重視,潮氣會使儀器的金屬部件生銹,導致接觸不良,以致損壞造成故障。對于天氣潮濕的南方地域來說,需將儀器放置在通風條件好(相對濕度(70%)的實驗室內。平時,可利用空調機的去濕功能來控制環(huán)境的濕度,必要時應配備除濕機或通風裝置,并可在儀器內放置干燥劑,定期檢查,一旦失效要及時更換。一般儀器設計時均能滿足 5℃~ 35℃環(huán)境溫度下正常工作,但從儀器良好性能和操作安全考慮,應讓儀器處于適宜且穩(wěn)定的環(huán)境溫度中,推薦溫度20℃~ 25℃。
大型儀器應安裝在牢固、穩(wěn)定和水平的水泥臺或實驗室的工作臺上,避免安放在普通桌面上,若安裝在金屬桌面上,一定要鋪上絕緣橡膠板以防電磁干擾。有些儀器(如氣相色譜的檢測器)對空氣的流動和波動敏感,要注意避免把儀器安裝在空調、暖氣附近或風扇直吹儀器的地方。并且儀器周圍要留有足夠的空間和距離運行安全和操作方便。
2 良好的電源質量
目前的市電供應普遍存在著經常過壓欠壓、瞬時跌落、浪涌尖峰干擾、電磁干擾、電網諧波嚴重等一系列問題。這些問題會影響到大型精密儀器的精度和穩(wěn)定性,有時甚至還會造成儀器設備的性損害。因此,我們采用合理的供電系統(tǒng)以及必要的措施,針對性地消除污染電源對儀器設備的影響,良好的電源質量。對于大型儀器來說,建議配用高可靠性、不間斷供電電源(Uninterrupted Power Supply,簡稱 UPS)。UPS 是電力變流器、儲能裝置和開關組合成的一種電源設備,具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻、抗干擾、防止浪涌等功能。當發(fā)生突然停電時,UPS 可以對用電設備繼續(xù)供電一段時間,使我們能及時處理計算機等設備中內存的信息,避免非正常關機對儀器造成損傷。選配穩(wěn)壓電源時,其功率是儀器總功率的 1.5 倍或略大,太大也是一種浪費。
3 及時做好清潔工作
儀器在使用中可能會沾上菌液、汗?jié)n或殘留一些化學物品等污垢,時間長了,這些污垢可能會堵塞儀器管路或對某些零部件產生腐蝕作用,無形之中對儀器的性能和壽命會產生極其不良的影響。因此,實驗結束后要及時對儀器設備進行清潔。對于儀器表面上的污垢,可用干凈柔軟濕布擦拭,儀器系統(tǒng)內部的污漬需使用中性溶劑或儀器清潔劑,具體的清潔方法要依儀器類型及污垢的性質決定。需注意的是,清潔光學儀器的鏡頭不能使用普通的有機溶劑,它對鏡頭產生腐蝕作用,一般情況下,可用中性的純水,擦拭的用具也好用清潔光學用品的無塵布或者無塵紙。
例如,在氣相色譜中,毛細管色譜柱被污染是很普遍的問題,這是因為生物液體和組織等樣品含有大量半揮發(fā)和不揮發(fā)的物質,凈化處理時即使采用的萃取方法,樣品也會含有少許這類物質并帶到色譜柱中,幾次到幾十次進樣就會造成殘留物累積在色譜柱中,不僅影響溶質的分配,而且殘留物還會和活性化合物相互作用,造成峰的拖尾,減少峰的面積,此外還常常引起基線不穩(wěn)定(漂移、噪音增加)或出現“鬼峰”等。根據污染的性質,可選用非極性溶劑(如正戊烷)或極性溶劑(如二氯甲烷、丙酮、苯等 )? 進行清洗。類似的,對于AKTA explorer 100 純化系統(tǒng),隨著使用時間的推移,系統(tǒng)的管道、蠕動泵、流通池和連接閥等處會出現沉積物,如果是鹽沉積,可用 0.1MHCl/ 0.1M NaOH/0.1M HCl?交替沖洗數次,間隔 5分鐘;如果是油脂沉積,可用 1%SDS 清洗后再用純水清洗;如果是蛋白沉積,則用 1% 蛋白酶于 0.1M HCl 溶液中清洗后再用純水清洗。通常這些方法在儀器使用說明書中有詳細說明,儀器維護人員應仔細閱讀有關內容以進行正確的維護。
4 定期進行儀器校驗
要使儀器的檢測結果準確可靠,除了正確的分析方法,儀器本身的精度符合要求也是必要的前提。因此,應當按照國家有關部門制定的規(guī)定或儀器說明書中提供的方法對儀器定期進行儀器校正和儀器校準,使其各項性能指標符合規(guī)范要求,測試數據的準確可靠。如發(fā)現性能下降,應及時組織修復,設法恢復到應有的狀態(tài)。如果儀器設備存放時間較長,或有位置移動、環(huán)境變化等情況,則在使用定要進行儀器校準操作。一般要求每半年做一次,個別特殊儀器的周期可能有長有短,需根據實際運行狀況制定儀器校驗計劃。通過定期儀器校驗,可以及時發(fā)現和消除儀器的故障隱患,使其始終處于良好工作狀態(tài),達到延長使用壽命,安全經濟運行的目的。
5 制訂儀器操作規(guī)程
每一臺儀器都有其特定的操作要求及使用要點,特別是對那些多組合、多功能的儀器,更應嚴格按儀器操作規(guī)定去做。忽視了這一點,往往會直接影響儀器的穩(wěn)定性,造成儀器中某些器件過早損耗,使儀器處于不良的工作狀態(tài)。常見的一些不良操作方式有不按規(guī)定順序開關機,儀器未完全預熱就開始測試樣品等。管理人員應將操作規(guī)程及注意事項編制成圖文并茂的文檔,并懸掛在儀器附近醒目的地方。這樣,既可指示流程,又能標明做法,使儀器的使用者容易理解、樂于執(zhí)行,避免發(fā)生誤操作而引發(fā)儀器故障。
6 建立儀器資料檔案
一臺大型儀器往往要運行 10~ 20 年,甚至更長,而科研人員和儀器設備的使用者具有相對的流動性。所以,除有相對固定的儀器管理人員外,還應為每臺大型儀器建立檔案,以隨時提供全面、完整、準確的信息。其內容包括:(1) 原始資料。包括儀器購置論證報告、購買合同和驗收報告。購置論證報告主要包括儀器的性能參數和功能,以及儀器生產廠家的市場調查,特別是對于儀器的售后服務,安全使用情況,以及設備損壞后能否及時修復,保修期過后能否提供必要的技術資料和配件以及維修等。購買合同則反映了經銷的公司、購貨日期、保修期、聯系方法和售后服務等條款信息。儀器驗收安裝時產生的驗收報告則反映了儀器的到貨時間、開箱時間、安裝調試、性能參數的測定和驗貨結論。(2) 技術資料。正規(guī)廠商出品的儀器,隨機都會附有整套的用戶手冊和儀器主要組成部件的結構圖、工作原理及相關說明,這些資料是儀器合理正確安裝、有效操作、維護保養(yǎng)以及儀器常見故障診斷和排除等有關知識的大全,是操作者合理、正確、安全、有效地使用儀器的指導性文件。還有許多隨機的光盤,是儀器設備啟動、操作系統(tǒng)修復及有關功能的重要依據。(3) 運行日志。內容包括平時使用的記錄,定期的測試時間、數據,故障現象、原因及處理過程,還有一些其他值得記錄備查的內容。運行日志一方面可為將來的統(tǒng)計工作和效益評價提供充分的數據,另一方面也可掌握某些需定期更換的零部件的使用情況,有助于辨別是正常消耗還是故障。對那些人為故障,還可警示其他操作人員不犯同樣錯誤。完整地積累和保存上述資料并將其整理歸檔,可為后面新人的培訓提供資料,還可為維修人員提供許多有價值的信息,從而儀器長期正常運行。
總之,儀器設備的維護保養(yǎng)是一項責任重大、做起來比較煩瑣的工作。但如果使用正確,管理到位,不僅能保障儀器處在一個良好的工作狀態(tài),確保使用者能得到準確的檢測數據,而且能大限度降低儀器設備的故障率,有效地延長儀器的使用壽命。因此,我們應高度重視這項工作,讓大型精密儀器在科研和生產中發(fā)揮應有的作用。