Ölçü ve test aletlerinin belirlenen şartlar altında (sıcaklık, nem, titreşim, uzunluk sertlik, elektrik direnç vb.) metrolojik özellikleri bilinen referans standartlarla karşılaştırılıp, gösterdiği değerin belirlenen referans standarttan sapmasının tespit edilmesi ve doğruluğunun ölçülmesine kalibrasyon denir. Bir cihaz veya ölçü aletinin kalibrasyonu sonucu tespit edilen sapmaların tolerans değerlerine getirme işlemine ayarlama denir.
Kalibrasyon kavramı günümüzde önemini arttırmakta ve bu konuda hizmet veren kuruluşların sayısı hızla artmaktadır. Kullanmakta olduğumuz ölçü aletinin hata limitlerinin belirlenmesi, yapmış olduğumuz ölçümün doğruluğu için büyük önem taşır.
Bir cihazı kalibrasyon laboratuvarına gönderdiğimizde sırasıyla şu işlemler yapılır. Cihazın fiziksel temizliği ve bakımı yapılır. Laboratuvar koşullarında ideal bir süre bekletildikten sonra referans üretim kaynağının ürettiği değer kalibrasyonu yapılacak olan cihaza bağlanır.
Referans üretim kaynağının ürettiği değer ile ölçüm cihazının ekranında görünen değer karşılaştırılır ve aradaki fark hata olarak saptanır. Tabi ki gerçekte bu işlemle esnasında karmaşık matematiksel hesaplar ve parametreler kullanılır.Referans etalonu kalibre edilen cihazdan en az 10 kat daha iyi özellikte olmalı, cihazın ölçüm aralığı belirlenmeli ve aralık taranmalıdır.
Kalibrasyon hizmeti veren firmalar için Akreditasyon koşulu getirtilmiştir. Aslında akreditasyon gönüllülük esasına dayanan ve zorunluluk gerektirmeyen bir durum olmasına rağmen hizmet veren firmanın güvenilirliği açısından akredite bir firma tercih edilmesi önemlidir. Ölçüm laboratuvarlarının akreditasyon onay ve denetimlerini TURKAK (Türkiye Akreditayon Kurumu) gerçekleştirmektedir. Verilmiş olan akreditasyon sertifikasının uluslar arası geçerliliği vardır. Tüm kalibrasyon işlemi belli prosedürlere bağlanarak ölçüm kalitesi ve güvenliği teminat altına alınmaktadır.
Kalibrasyon neden önemlidir?
Öncelikle birkaç soru ile kalibrasyonun önemini anlamaya çalışalım.
- Hastanede doğru ölçmeyen bir teşhis veya tedavi cihazı ile muayene yada tedavi olmak ister misiniz?
- Alışveriş yaparken aldığınız meyve sebzelerin bozuk bir terazi ile tartılmasını nasıl karşılarsınız?
- Yükseklik göstergesi hatalı bir uçakla yolculuk etmek ister misiniz?
- Hangi iş adamı hatalı ölçen bir cihazdan dolayı maddi ve manevi kayıplara kayıtsız kalabilir?
- Evlerinizde bulunan elektrik, su ve doğal gaz gibi hizmetlerin bedellerini tespit etmeye yarayan sayaçların kullanılan miktardan daha fazla değerler göstermesini nasıl karşılarsınız?
Tabiki bu gibi sorunlarla kimse karşılaşmak istemez. İşte kalibrasyonun önemi bu noktada ortaya çıkmaktadır. Bu gibi sorunları ortadan kaldırmak, insan hayatını tehlikeden uzaklaştırmak, ekonomik olarak kazanç sağlamak için belirlenen periyotlarla cihaz ve sistem kalibrasyonları yapılmalıdır. Karar verme aşamalarında kullanılan (deney, muayene, tasarım, ar-ge, teşhis, tedavi, izleme vb) cihazlar kalibre edilmelidir. Özellikle medikal kalibrasyon insan hayatı için büyük önem taşımaktadır. Kalibrasyonu bozuk olan cihaz doktoru yanlış yönlendirecek ve yanlış teşhis ve tedavi sonucunda telafisi olmayan hatalar oluşacaktır. Bu örneklerin sayısını arttırdığımızda ölçüm cihazlarının hayatımızın vazgeçilmez bir parçası olduğunu görürüz. Ölçüm cihazlarından elde edilen hatalı ölçüm sonuçları bizim için zaman, iş gücü ve en önemlisi de prestij kaybına neden olur. Yükselen maliyet ve rekabet elimizde bulunan cihazları en verimli şekilde kullanmamız gerektiğini bir kez daha bizlere hatırlatmaktadır. Koruyucu bakım, onarım ve kalibrasyon hizmetleri ile cihaz ve sistemlerin ömrü ortalama olarak %30 artmakta, onarım masrafları %50 ve yatırım maliyetleri de %20 azalmaktadır.
Ne zaman kalibrasyon gereklidir?
- Cihaz hiç kullanılmamışsa (yani yeni alınmışsa)
- Cihaz kullanma talimatına uygun kullanılmamışsa
- Cihazda fonksiyon arızaları oluşmuş ise
- Belirlenen periyotlar ile bakımı yapılmamışsa
- Ayar mekanizmalarına müdahale edilmişse
- Cihazdan alınan sonuçlardan şüphe duyuluyorsa
- Cihaz arızalanmış veya mekanik bir darbe görmüşse
kalibre edilmesi gerekmektedir. Bu işlem cihazın kullanım ömrünü uzatmakta ve maliyeti azaltmaktadır.
Kalibrasyon Çeşitleri
Üretilen cihazlar kullanım yerleri ve amaçlarına göre çeşitli şekillerde kalibre edilebilmektedir. Bu cihazların bazılarında tek bir kalibrasyon yeterli bulunurken bazı cihazlarda ise birden fazla kalibrasyon yapılması gerekebilir.
Mesela tansiyon aletleri kan basıncını ölçmek amacıyla kullanılmaktadır. Burada değerlendirilen veri sadece basınç cinsinden olacağı için basınç kalibrasyonu yapmak yeterlidir. Fakat bir pH metresi, sıvının pH metresini ölçmenin yanı sıra bu sıvının sıcaklığını da ölçülebilir. Bu durumda bu cihaz için iki tür kalibrasyon yapılması gerekmektedir.
Mekanik Kalibrasyon
Kullanılan cihazların mekanik kısımlarının kalibrasyonunu kapsar. Terazi kalibrasyonu, basınç kalibrasyonu, kuvvet kalibrasyonu, ısı kalibrasyonu bunlara örnek olarak verilebilir. Biyomedikal cihazların kalibrasyonları da bu kapsamın içinde yer alır.
Basınç Kalibrasyonu
Manometre ve vakum metrelerin kalibrasyonlarının yapıldığı kalibrasyon çeşididir. Basınç kalibratörleri kullanılmaktadır. Kalibratörlerden bazıları sadece manometre kalibrasyonu yaparken bazıları ise hem manometre hem de vakum metre kalibrasyonu yapabilmektedir. Bu tür cihazlarda en önemli olan referans manometredir.
Kalibratörün pompa kısmı istenilen basıncı oluşturmaya yarar. Manometre kalibratörlerinin ve çok hassas doğrulukta olan manometrelerin kalibrasyonu başka referans alınan kalibratörler aracılığı ile yapılır. Bu kalibratörlerde referans monometre yerine hassas ağırlıklar kullanılır ve pistonun üst yüzeyinde bir basınç meydana getirilir. Tabi bu kalibratör şekli yüksek maliyetli olmakla birlikte çok hassas ölçümlerde kullanılması gerekebilir. Basınç kalibrasyonu, kalibratör üzerinden montajlı referans manometre ve test manometresinin aynı basınç skalasında basınç verilip ölçülmesiyle yapılır. Yüksek basınçlı bölümlerde basınç yağ ile sağlanırken düşük basınçlı bölümlerde basınç hava veya su ile sağlanır.
Boyutsal Kalibrasyon
Kumpas, metre, ölçü saati ve mikrometre cihazlarının hepsi bu kalibrasyon çeşidinde bulunur. Bu kalibrasyonda referans olarak parelel blok şeklindeki mastarlar kullanılır. Bu mastarlar standartları belirlenmiş çelik malzemelerden üretilirler. Karşılaştırma yöntemi ile boyutsal kalibrasyon yapılır.
Terazi Kalibrasyonu
Bütün ağırlık ölçüm cihazları bu kategoride yer alır. Terazi kalibrasyonunda ağırlıklar standartlara uygun, doğruluğu yüksek olan çelik kütleler kullanılır. Terazi kalibrasyonunda kalibrasyonu yapılacak terazi üzerine ağırlığı standartlara uygun ağırlıklar konularak terazinin o anda gösterdiği değer kontrol edilir. Bu değerin referans kütle ile arasındaki sapmalar belirlenir.
Devir Kalibrasyonu
Bu kalibrasyon için kullanılan cihaz takometredir. Cihazın hızı sabit bir şekilde ayarlandıktan sonra takometre cihazının dönen aparatına tutularak (takometre üzerindeki lazer çıkış) buradaki devir ile hız arasında bir ilişki kurulur ve cihazın kalibrasyonu sağlanır.
Sıcaklık Kalibrasyonu
Sıcaklık hayatımızın birçok alanında karşımıza çıkar ve kullanım alanı olarak çok fazla yerde bulunur. Sıcaklık ölçüm cihazlarının kullanım amaçlarına göre çeşitli sıcaklık kalibratörleri kullanılır.
Fiziksel Kalibrasyonlar
Cihazların optik, radyoaktivite ve manyetik alan gibi büyüklüklerinin kalibrasyonu bu kategoride yer alır.
Kimyasal Kalibrasyonlar
Kimyasal ölçüm yapılan cihazlar bu kategoride yer alır. Bu kalibrasyonda referans kalibrasyon sıvıları kullanılır. Örnek olarak pH metre kalibrasyonu şu şekilde yapılır;
- Cihazın ölçüm sensörü temizlenir ve cihaz pH değerinin bildiğimiz sıvıya batırılır.
- Ekranda ölçülen değer okunur.
- Cihazın sensörü sıvıdan çıkartılarak saf su ile yıkanır.
- Tekrar sıvıya batırlır.
- Bu işlem birkaç defa yapıldıktan sonra cihazdan alınan pH değerlerinin ortalaması bize cihazın Okuduğu pH değerinin verir.
- Bu değer ile sıvının pH karşılaştırılır ve sapma değerleri gözlemlenir.