Pourquoi étalonner?

Un élément clé pour se conformer aux normes nationales et internationales est la validité et l’exactitude de l’inspection, des mesures et des résultats des tests. Comme les performances des débitmètres se dégradent au fil du temps, ces instruments doivent être calibrés afin de fournir un niveau nécessaire de confiance lors des inspections, des mesures et des essais en cours.

Il y a plusieurs raisons qui expliquent la détérioration des performances des débitmètres; des modifications physiques peuvent survenir suite à des problèmes de corrosion ou de saleté; certaines pièces internes se dégradent lentement et causent éventuellement un impact sur le rendement du débitmètre; les débitmètres peuvent recevoir un impact mécanique ou pneumatique résultant d’importantes variations des procédés ou peuvent être altérés suite à une installation ou un démarrage inadéquat.

Les raisons les plus courantes pour l’étalonnage de débitmètres sont:

Coriolis Colmatage et usure du tube d’écoulement
ThermalContamination du senseur ou/et du restricteur; usure du senseur; changement d’orientation du senseur
Turbine Les roulements sont affectés par les produits chimiques et la saleté; usure du rotor
Aire variableAccumulation de matériel; colmatage, abrasion du tube de mesure
MagnétiqueDommage au revêtement; colmatage des électrodes
Déplacement positifSaleté, modification du volume par corrosion ou abrasion; usure des roulements, maintenance des engrenages affectant l’étalonnage; colmatage
Pression différentielle Les plaques orifices, buses et venturies sont sujets à usure; les plaques orifices peuvent être déplacées de leur position d’origine; colmatage des tubes pitots
UltrasoniqueChangement des propriétés soniques du fluide; mauvais contact entre les transducteurs et le tube
VortexMauvais montage du débitmètre; vibration, usure de la tige produisant les vortex

Quand étalonner?

Les exigences de la norme UL concernant l’étalonnage stipulent que les équipements utilisés pour l’inspection, la mesure et les essais doivent être étalonnés au moins à chaque année ainsi qu’à chaque fois que ces derniers sont soumis à une forme d’abus pouvant affecter leurs aptitudes à effectuer les mesures pour lesquelles ils ont été prévus.

L’intervalle d’étalonnage le plus souvent recommandé par les manufacturiers d’équipement de précision est également un an. Cet intervalle optimise le coût de l’étalonnage par rapport au coût d’opération avec un équipement hors-tolérance pour de nombreux utilisateurs. Cet intervalle atteint la cible de fiabilité souhaitée et permet de résoudre rapidement des problèmes mineurs qui influent sur la qualité et la répétitivité des procédés pour la plupart des industries.

Toutefois, si dans la pratique une mesure hors-tolérance conduit à des coûts importants ou si vous utilisez un nouvel instrument, ou que ce dernier est localisé dans un environnement très hostile, ou si votre produit requiert l’approbation de la FDA, il est recommandé de le faire étalonner à l’intérieur d’un intervalle plus rapproché jusqu’à ce que vous obteniez une empreinte précise de l’instrument et par la suite, opter pour un étalonnage annuel.

Qu’est ce que la norme ISO/IEC 17025?

ISO / IEC 17025 est une norme internationale pour évaluer la compétence des laboratoires d’étalonnage. Elle comprend les parties de la norme ISO 9001 relatives à l’organisation et la gestion. Elle englobe l’ensemble du système d’étalonnage et elle fixe les paramètres relatifs :

  • Aux équipements des laboratoires d’étalonnage
  • Aux systèmes administratifs et processus d’opérations
  • À la compétence et ainsi qu’à la formation du personnel,
  • À la documentation appuyant la traçabilité
  • À l’incertitude de mesure totale de l’ensemble des laboratoires d’étalonnage

Par ses procédures strictes, ISO / IEC 17025 garantit que le processus d’étalonnage est entièrement traçable au Système international d’unités (SI), que le personnel est compétent et que les méthodes et les pratiques en place produisent des résultats précis et fiables.

Contrairement à d’autres revendications de la traçabilité (comme Traçable à NIST *) qui ne sont pas régies par les autorités et où la responsabilité des revendications de la traçabilité est la responsabilité de chaque laboratoire, l’accréditation ISO / IEC 17025 comprend une évaluation rigoureuse par une tierce partie pour s’assurer que toutes les exigences stipulées dans la norme sont respectées et des inspections périodiques sont effectuées pour déterminer si les exigences de la norme sont respectées.

De plus, la norme ISO / IEC 17025 évalue l’incertitude de mesure totale (précision et répétitivité) de chaque élément du laboratoire d’étalonnage et permet de comparer les laboratoires accrédités ISO/IEC 17025 entre eux à l’aide d’essais d’aptitude inter-laboratoires.

* Malheureusement, le NIST ne régit pas les déclarations de traçabilité. La responsabilité de la véracité des revendications incombe aux laboratoires eux-mêmes.

Pourquoi utiliser une bande de garde?

La principale motivation d’avoir recours à l’utilisation d’une bande de garde est de contrôler le risque d’accepter une unité hors de la tolérance ou de rejeter une unité dans la tolérance.

La norme ISO/IEC 17025 exige que l’incertitude de mesure soit prise en considération lorsque des déclarations de conformité sont effectuées. En d’autres termes, lorsqu’un laboratoire d’étalonnage étalonne un instrument et produit un certificat d’étalonnage indiquant que l’instrument «passe» ou «échoue» selon la procédure d’étalonnage établie, il est important que pour chaque point d’essai, l’incertitude de mesure soit d’abord calculée puis utilisée dans la détermination du résultat du test.

La norme et ISO/IEC 17025 exige que la technique de bande de garde soit appliquée pour chaque point d’essai lorsque le rapport d’incertitude d’essais (TUR) est inférieur à 4 :1. La technique de bandes de garde peut conduire à une situation où il n’est pas possible de déterminer à l’intérieur de l’intervalle de confiance l’état de conformité ou de non-conformité de l’appareil testé. Dans un tel cas, la déclaration de conformité est «indéterminée».

 

Déclaration de conformité pour un TUR inférieure à 4 :1

Où :
• Ustd :
 Incertitude de la référence (mesure du débit) (% de la lecture)
• Uinstrument : Incertitude des instruments (variable autre que le débit) (% de la lecture)
• Résolution instrument en test : Incertitude de la résolution de l’instrument en test (% de la lecture)

Zone de conformité selon une nouvelle tolérance calculée

(*) Le TUR se définit comme suit :

Où :
• TUR : Rapport d’incertitude d’essais (RIE ou TUR)
• Tolérance : Tolérance de l’instrument (% de la lecture)
• Ustd : Incertitude de la référence (mesure du débit) (% de la lecture)
• Uinstrument : Incertitude des instruments (variable autre que le débit) (% de la lecture)
• Uresolution : Incertitude de la résolution de l’instrument en test (% de la lecture)


Références :

G8 de l’ILAC : Guidelines on Assessment and Reporting of Compliance with Specification
Document 3 de CLAS (novembre 2009): Exigences minimales relatives aux étalons de mesure servant à la certification des laboratoires

Quel débitmètre étalonner ou non?

Quel débitmètre doit-on étalonner ou non dépend de la configuration spécifique du procédé ainsi que du degré d’influence qu’une mesure donnée aura sur ces performances.

Habituellement, l’étalonnage de routine des débitmètres faisant partie des systèmes secondaires est superflu car toute dérive sera corrigée par l’action d’une boucle de contrôle primaire ou d’un opérateur qui modifiera le point de consigne basé sur une mesure de procédé fiable. Ceci est également vrai pour n’importe quel débitmètre faisant partie d’une boucle qui agit comme un moyen intermédiaire à un processus donné. Ces boucles sont généralement mesurées par une autre méthode et elles sont peu susceptibles d’exiger une précision absolue. Il suffit habituellement que les débitmètres composant ces boucles offrent uniquement une performance stable et cohérente à court terme.

Les débitmètres qui exigent un étalonnage méthodique comprennent ceux relatifs à la qualité et la quantité du produit fini, la qualité et la quantité des matières premières entrantes, l’énergie ou la quantité de carburant utilisé et les points de fonctionnement critiques du procédé.