نویسنده: مهندس سرور بهبهاني، مهندس محمد كريمي مريداني
دانشجوي دكتري مهندسي پزشكي (بيوالكتريك)، دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم تحقيقات
اگر چه سابقه علم اندازه‌گيري و كاليبراسيون به قديمي‌ترين تمدن‌هاي بشري باز می گردد، اما با تغيير نوع روابط بين كشورها نسبت به زمان قديم و گسترش اين ارتباطات از سال 1875 به بعد سيستم جهاني اندازه‌گيري به صورت يكسان از طرف اكثر كشورها و رفته رفته تمامي آن‌ها پذيرفته شد. بنابراين با هماهنگ شدن اين نظام ضرورت به وجود آمدن زباني مشترك در اين رابطه نيز آشکار شد. مفاهيم ذكر شده در ادامه مباحث به عنوان كليد واژه‌هاي اين زبان مشترك، برقراري ارتباط با ساير اقوام و مليت‌ها را امكان پذير مي‌سازد.
040204-N-6278K-001
Mediterranean Sea (Feb. 4, 2004) – Airman Derek Martin, from Southold, N.Y., performs a calibration procedure on a pressure test gauge in Aviation Intermediate Maintenance Department’s (AIMD) calibration lab aboard USS George Washington (CVN 73). The Norfolk, Va.- based nuclear powered aircraft carrier is on a scheduled deployment. U.S. Navy photo by Photographer’s Mate Airman Joan Kretschmer. (RELEASED)
• كميت: مشخصه ذاتي يك پديده كه بتوان آن را از نظر كيفي تشخيص داد و از نظر كمي اندازه‌گيري كرد مانند جرم، زمان.
• دستگاه كميت‌ها: مجموعه‌اي از كميت‌ها كه بتوان بين آن‌ها رابطه تعريف شده‌اي به وجود آورد مانند دستگاه Sl.
• كميت پايه: كميتي كه مستقل از ساير كميت‌ها در يك دستگاه كميتي باشد مانند طول در دستگاه Sl.
• كميت فرعي: كميتي كه بر مبناي كميت پايه تعريف مي‌شود مانند سرعت.
• كميت اندازه ده: كميتي است كه مورد اندازه‌گيري قرار مي‌گيرد.
• كميت تاثير گذار: در اندازه‌گيري كميت‌ها، برخي از آن‌ها روي كميت مورد نظر تاثير مي‌گذارد و خود مورد اندازه‌گيري نيست مانند دما در اندازه‌گيري طول.
• وسيله اندازه‌گيري: وسيله‌اي كه به تنهايي يا همراه با وسايل كمكي براي انجام اندازه‌گيري يا اندازه‌گيري‌های مشخص به كار مي‌رود.
• محدوده مشخص شده اندازه‌گيري: مقادير قابل اندازه‌گيري كه در آن‌ها خطاي وسيله اندازه‌گيري در محدوده مشخص شده قرار مي‌گيرد. حد بالا و حد پايين قلمرو مشخص شده اندازه‌گيري معمولا به ترتيب ظرفيت ماكزيمم و ظرفيت مينيمم خوانده مي‌شود.
• شرايط اندازه‌گيري مرجع: شرايط لازم براي كاربرد يك وسيله اندازه‌گيري به طوري كه بتوان به اندازه‌هاي تعيين شده اطمينان کرد يا با اطمينان بتوان اندازه‌گيري وسايل مختلف را با هم مقايسه كرد. شرايط مرجع همواره داراي مقادير يا محدوده مشخص است.
• تنظيم : عمليات مشخص براي آوردن يك وسيله اندازه‌گيري يا دستگاه در محدوده قابل استفاده براي اندازه‌گيري يا كاربرد معلوم.
• درستي و صحت: نزديكي ميانگين خروجي‌هاي يك سيستم نسبت به مبدا مورد نظر.
• دقت : نزديكي خروجي‌هاي يك سيستم نسبت به يكديگر.
• زينه بندي: بيان كمي توانايي يك وسيله اندازه‌گيري در نشان دادن كوچك ترين تفاوت بين دو كميت نشان داده شده متوالي است. به عبارت ديگر كوچك ترين تفاوت با معني دو كميت نشان داده شده توسط وسيله اندازه‌گيري يا كوچك ترين قسمت بندي وسيله اندازه‌گيري است.
• عدم قطعيت: پارامتري مربوط به نتيجه‌گيري كه پراكندگي مقادير را
(كه مي‌توان به طور منطقي به اندازه ذره نسبت داد) مشخص مي‌كند.
• رواداري (تلرانس): ماكزيمم يا مينيمم انحرافي است كه مي‌تواند در مورد يك كميت اعمال شود.
• پايداري: توانايي يك وسيله در حفظ خصوصيات اندازه شناختي آن است با در نظر گرفتن مدت اعتبار زماني يا تعداد دفعات مورد تایيد تكرار آزمايش
• رانش: تغيير كم خصوصيات اندازه شناختي يك وسيله اندازه‌گيري نسبت به زمان است.
• قابليت رديابي: خاصيت نتيجه يك اندازه‌گيري كه بدان وسيله مي‌تواند از طريق زنجيره ناگسستني مقايسه‌ها به استانداردهاي اندازه‌گيري (معمولا استانداردهاي بين المللي و ملي) مرتبط شود.
• تكرار پذيري در نتايج اندازه‌گيري: ميزان نزديكي بين نتايج اندازه‌گيري پي در پي از يك اندازه ده كه در شرايط يكسان انجام شده باشد.
• تجديد پذيري در نتايج اندازه‌گيري: به ميزان نزديكي بين نتايج اندازه‌گيري روي يك اندازه ده در شرايط متفاوت گفته مي‌شود.
• گستره اسمي: محدوده‌اي است كه دستگاه در آن كار مي‌كند.
• ميزان تغييرات: فاصله بين حدود بالايي و پاييني دامنه ورودي يا خروجي يك وسيله اندازه‌گيري است.
انواع خطاها
خطاها برحسب تاثير گذاري‌شان برروي نتايج حاصله از اندازه‌گيري
به صورت زير تقسيم‌بندي مي‌شوند:
1) خطاي عمده
2) خطا از نظر منشا و منبع
3) خطا از نظر نمايش
1) خطاهاي عمده: (Gross Errors)
این خطا به سه دسته تقسيم مي‌شوند:
الف) خطاي ناشي از اشتباه: مثلا در جمع چند اندازه اشتباه شود.
ب) خطاي ناشي از حواس پرتي: مثلا عدد mm 38/2 عدد mm 38/3 خوانده شود.
ج) خطاي ناشي از استفاده ناصحيح از تجهيزات
روش‌های جلوگيري از خطاهاي عمده مي‌تواند، اندازه‌گيري با روحيه خوب و با ميل و رغبت و همچنين هوشياري، دقت و توجه كافي به مراحل آماده سازي آزمون باشد.
2) خطا از نظر منشا و منبع
به دو دسته تقسيم مي‌شوند 1) خطاهاي روشمند 2) خطاهاي تصادفي
• خطاهاي روشمند (Systematic Error)
خطايي است كه در سراسر يك آزمايش ثابت است مانند دما و رطوبت، در اندازه‌گيري طول خطاهاي روشمند به سه دسته خطاي شخصي، محيطي و دستگاهي تقسيم مي‌شوند.
الف) خطاي شخصي شامل خطاي پارالكس و خطاي درون‌يابي است.
• پارالكس Parallax
فاصله محدودي بين عقربه و صفحه مدرج وجود دارد. بنابراين اگر قرائت از زواياي مختلفي صورت گيرد نتايج مختلفي حاصل خواهد شد، هيچ راهي براي اينكه مشخص شود كدام مجموعه قرائت صحيح است وجود ندارد. اين نوع خطا از طريق استفاده از يك آينه در روي صفحه مدرج حذف می‌شود.
• درون‌يابي (inter polation)
هرگاه عقربه دقيقا در روي علامت درجه‌بندي صفحه مدرج قرار نداشته باشد شخص مشاهده كننده بارها مجبور خواهد شد مقدار نشان داده شده را كسري از مقادير درجه‌بندي تفسير کند. توانايي در تقسيم‌بندي چشمي بين درجات محدود است و مطمئنا همراه خطا خواهد بود.
ب) خطاي محيطي شامل: فشار، رطوبت، دما، گرد و غبار و …
ج) خطاي دستگاهي شامل: تراز نبودن، بارگذاري نامناسب، فرسودگي و …
خطاهاي روشمند را مي‌توان با ايجاد شرايط محيطي مناسب به حداقل رساند. خطاهاي روشمند باعث مي‌شوند كه صحت دستگاه خوب نباشد.
• خطاهاي تصادفي (رندومي) (Random Errors)
خطايي است كه در يك اندازه‌گيري به صورت تصادفي و پيش بيني نشده ظاهر مي‌شود. خطاهاي تصادفي شامل: جريان هوا، لرزش، سر و صدا، تشعشع و …
خطاهاي تصادفي را مي‌توان با ميانگين گرفتن و استفاده از فنون آماري به حداقل رساند، خطاهاي تصادفي باعث مي‌شوند كه دقت دستگاه خوب نباشد.
3) خطا از نظر نمايش
خطا از نظر نمايش به دو دسته تقسيم مي‌شود: خطي – غير خطي
• خطاهاي خطي
هر گاه يك دستگاه اندازه‌گيري خروجي‌هايي را ارايه بدهد كه با يك روند خطي از مقدار واقعي تفاوت داشته باشد آن را خطاي خطي مي‌گويند.
خطاهاي خطي به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
• خطاي جابجايي از صفر Zero Shift Error
اختلاف حد بالايي و حد پاييني مقدار ايده‌آل و به دست آمده يكسان بوده و فقط نقطه صفر جابجا شده است.
• خطاي دهانه (ميزان تغييرات)
Span Error
اختلاف حد بالايي و حد پاييني مقدار ايده‌آل و بدست آمده متفاوت بوده و نقطه صفر يكسان است.
هميشه خطاهاي خطي، دستگاه‌ها را نيازمند مي‌كنند كه تنظيم شوند و سپس كاليبره شوند.
• خطاهاي غير خطي
خطاهايي هستند كه نتايج داده شده توسط دستگاه اندازه‌گيري از يك روند مشخصي پيروي نمي‌كنند. ممكن است به هر صورت باشد درجه دو، سه ، …
اگر چنين خطايي داشته باشيم در دقت دستگاه تاثير مي‌گذارد و تكرار پذيري را ناممكن مي‌کند.
هرگاه چنين مساله‌اي پيش آمد شخص اپراتور بايد بداند كه دستگاه ابتدا بايد تعمير و سپس تنظيم و بعد كاليبره شود.
خطاهاي غير خطي به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
• خطاي هيسترزيس يا پسماند
• خطاي پهنه سكوت يا باند مرگ (Deadband)
• خطاي پسماند (Hysteresis)
يك نوع نمايش در دستگاه هاي اندازه‌گيري وجود دارد كه وقتي كه دستگاه خاموش است يا نحوه كار عوض مي‌شود باز اثر يك كميت وجود دارد.
• خطاي پهنه سكوت
بيشترين بازه‌اي كه مي‌توان يك محرك را در دو جهت تغيير داد بدون آنكه تغييري در پاسخ دستگاه اندازه‌گيري حاصل شود.
پهنه سكوت ويژگي است كه در دستگاه هايي كه ورودي و خروجي آن‌ها حساسيت‌های مختلف دارند، مشاهده می‌شود. خطاهاي ذكر شده لزوم نرم افزاري كاليبراسيون هستند.
فنون كاليبراسيون
به طور كلي كاليبراسيون به سه روش قابل اجرا است. روش اول كاليبراسيون براي به دست آوردن خطا و ثبت نتايج حاصله است. روش دوم كاليبراسيون، روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتايج حاصله با استاندارد دو دستور العمل مقايسه شده و وضعيت وسيله نيز از جهت قبول يا رد آن مشخص مي‌شود. روش سوم كاليبراسيون روش دوم را در برگرفته و علاوه بر آن تنظيم، تعمير يا حذف خطاي ايجاد شده را نيز دربر مي‌گيرد.
آنچه مسلم است در به دست آوردن خطاي دستگاه‌های اندازه‌گيري و ثبت نتايج معمولا از دو روش استفاده می‌شود. در اندازه‌گيري هايي كه دقت بالا مدنظر نباشد و فقط اطلاع پيدا كردن از وجود اندازه مدنظر باشد از سنجش مقايسه‌اي يا جانشيني استفاده مي‌شود. مثال براي اين روش قرار دادن گالوانومتر در مدار جهت اطلاع يافتن از وجود جريان آن است. در روش دوم كه به سنجش كمي يا ديفرانسيلي مشهور است بايد از ابزار اندازه‌گيري با دقت بالا استفاده کرد.
الزامات 9000 ISO در رابطه با كاليبراسيون
آنچه در الزامات استاندارد 9000 ISO به عنوان پياده سازي و استقرار نظام تایيد تجهيزات اندازه‌گيري مطرح مي‌شود بر سلسله عملياتي دلالت دارد كه ايجاد نظامي مدون و كارامد جهت مديريت، تایيد و به‌كارگيري تجهيزات اندازه‌گيري را به همراه داشته باشد. منظور از اين نظام حصول اطمينان از انطباق با نيازمندي‌های سيستم و همچنين تضمين كيفيت ارايه خدمات به مشتري با ارايه شواهد عيني مبني بر وجود صحت مورد نياز است.
در اين راستا اجراي موارد زير به عنوان پايه‌ها و اركان اين نظام از اهميت ويژه‌اي برخوردار است:
• مشخص كردن اندازه‌گيري هايي كه بايد انجام گيرد و تعيين ميزان صحت مورد نظر آن‌ها و انتخاب تجهيزات مناسب براي بازرسي به گونه‌اي كه قابليت براي صحت و دقت لازم را داشته باشد
• مشخص كردن تمامي تجهيزات بازرسي موثر در كيفيت ارائه خدمات و كاليبره كردن آن‌ها در فواصل زماني مشخص يا قبل از استفاده از طريق مقايسه با تجهيزات تایيد شده مرتبط با استانداردهاي ملي و بين المللي
• تدوين و برقراري روش‌های اجرايي كاليبراسيون شامل نوع تجهيزات، شماره شناسايي، مكان، دفعات بررسي، روش بررسي، معيارهاي پذيرش و اقدامات اجرايي در مواقع رضايت بخش نبودن نتايج.
• شناسايي تجهيزات بازرسي با يك نشانگر يا سابقه شناسايي مناسب جهت نشان دادن وضعيت كاليبراسيون آن‌ها
• نگهداري سوابق كاليبراسيون
• ارزيابي و تدوين اعتبار نتايج بازرسي‌هاي قبلي، هنگامي كه معلوم شود تجهيزات بازرسي از وضعيت كاليبره بودن خارج شده‌اند
• كسب اطمينان از مناسب بودن شرايط محيطي كاليبراسيون و بازرسي‌ها
• كسب اطمينان از جابجايي، نگهداري و انبارش تجهيزات بازرسي
به گونه‌اي كه صحت و مناسب بودن براي استفاده آن‌ها حفظ شود
• محافظت سخت افزارها و نرم افزارهاي بازرسي از تنظيم‌هايي كه وضعيت كاليبراسيون را بي اعتبار مي‌سازد.
بديهي است در انتخاب، تعيين، تداركات، كاليبراسيون و مراقبت از تجهيزات اندازه‌گيري موارد زير مهم است:
• انتخاب و تعيين تجهيزات اندازه‌گيري شامل نوع اندازه‌گيري، گستره اندازه‌گيري، صحت و دقت مورد نظر، شرايط محيطي و اندازه‌گيري ها. مدت زمان هر اندازه‌گيري و تعداد اندازه‌گيري‌ها در روز، نيازمندي‌های تصريح شده از سوي خريدار
• تدارك تجهيزات اندازه‌گيري شامل گواهي كاليبراسيون معتبر همراه تجهيزات، دستورالعمل‌های تعمير و نگهداري، وسايل كاليبراسيون استاندارد، توان عرضه كننده در كاليبراسيون تجهيزات در قالب قرار داد خدماتي، آموزش افراد در زمينه طرز كار با تجهيزات و تعمير و نگهداري كاليبراسيون آن‌ها
• كاليبراسيون تجهيزات اندازه‌گيري شامل تعداد دفعات كاليبراسيون، وضعيت كاليبراسيون، سوابق كاليبراسيون
• مراقبت از تجهيزات اندازه‌گيري شامل تاثير شرايط محيطي بر اندازه‌گيري‌ها، جابجايي و كنترل تجهيزات، اقدامات مقتضي در موقعي كه تجهيزات از وضعيت كاليبره بودن خارج مي‌شوند.
برچسب‌هاي كاليبراسيون
اين برچسب‌ها با هدف ايجاد روشي مناسب براي كنترل و حصول اطمينان از انجام، عمليات كاليبراسيون برروي وسيله‌اندازه‌گيري طراحي می‌شوند.
كليه دستگاه‌هاي تست، بازرسي و آزمون بايد داراي برچسب كاليبراسيون باشند كه نشان دهد، دستگاه توسط آزمايشگاه كاليبراسيون بازرسي و كاليبره شده است.
برروي برچسب كاليبراسيون حتما بايد تاريخ كاليبره و انقضای اعتبار آن قيد شود و برچسب فوق بايد ممهور به مهر آزمايشگاه كاليبره كننده باشد و در جايي كه به وضوح ديده مي‌شود نصب شود.
1) برچسب مخصوص استانداردهاي اوليه (به رنگ قرمز)
2) برچسب مخصوص استانداردهاي ثانويه (به رنگ طلايي)
3) برچسب مخصوص استانداردهاي كاري (به رنگ سبز)
4) برچسب مخصوص كليه دستگاه هاي متفرقه (به رنگ سفيد)
5) برچسب( NCR (No Calibration Required مربوط به تجهيزاتي كه نياز به كاليبراسيون ندارند.
6) برچسب( CBU (Calibration Before Use مربوط به تجهيزاتي كه به ندرت استفاده مي‌شوند.
تعيين فواصل زماني كاليبراسيون مجدد
مهم‌ترين موضوع در عملكرد مطلوب يك سيستم تایيد كننده، تعيين ماكزيمم زمان بين دو تایيد متوالي قطعات استاندارد اندازه‌گيري و وسايل اندازه‌گيري است. پارامترها زیادی بر طول زمان پريود مذكور تاثير دارند كه مهم‌ترين آن‌ها عبارتند از:
• نوع وسيله اندازه‌گيري
• توصيه‌هاي سازنده وسيله اندازه‌گيري
• گرايش نتايج به دست آمده در كاليبراسيون‌های قبلي
• تاريخچه تعميرات و سرويس‌های انجام شده روي وسيله اندازه‌گيري
• ميزان استفاده و نحوه رفتار با دستگاه
• ميل به فرسايش و انباشتگي در نتايج
• دفعات و مراحل و نوع عمليات و تست‌ها و كاليبراسيون‌هاي انجام شده در كارخانه يا آزمايشگاه عرضه كننده كالا و خدمات
• دفعات کنترل كردن مقايسه‌اي دستگاه با ساير وسايل اندازه‌گيري به ويژه قطعات استاندارد اندازه‌گيري
• شرايط محيطي (درجه حرارت، رطوبت، ارتعاشات و غيره)
• دقت مورد نظر اندازه‌گيري‌ها با وسيله
• هزينه نتايج غلط حاصل از اندازه‌گيري‌ها توسط وسيله
هزينه تست و تایید وسيله نبايد در تعيين طول زمان پريودهاي تست ناديده گرفته شود. با توجه به فاكتورهاي ذكر شده ملاحظه مي‌شود كه امكان تجويز ليستي از طول زمان پريودهاي تایيديه براي تمام وسايل اندازه‌گيري در سراسر دنيا امكان پذير نيست. لذا بهتر است خط مشي‌هاي مشخصي كه تعيين كننده طول پريود است داده شوند و صحيح بودن و كفايت اين طول زمان براي وسايل گوناگون و شرايط گوناگون كاركرد در عمل به اثبات برسند.
هنگام تعيين طول زمان بين دو تاییديه بايد به دو فاكتور متضاد اما اساسي توجه کرد:
• احتمال قرار داشتن دقت وسيله اندازه‌گيري خارج از حدود مجاز و عدم انطباق وسيله با شرايط مطلوب كاركرد، حداقل ممكن باشد
• هزينه‌هاي تست و تایید حداقل ممكن باشد
بنابراين در اين بخش روش هايي جهت انتخاب اولين طول زمان بين دو تاییديه ارائه مي‌شود و براي دقيق‌تر كردن طول زمان مذكور براساس تجربه، رهنمودهايي داده مي‌شود.
انتخاب اوليه طول زمان بين دو تاییديه
اساس تصميم گيري اوليه در تعيين طول زمان بين دو تاییديه مبتني بر چيزي است كه درك مهندسي گفته مي‌شود. شخصي كه داراي تجربه اندازه‌گيري به طور عمومي است و به ويژه تجربه كافي كار با وسيله اندازه‌گيري مورد تایید را دارد و ترجيحا اطلاع از پريودهاي انجام تست و تایید در ساير آزمايشگاه‌ها دارد تخميني از زمان مذكور براي هر وسيله اندازه‌گيري يا گروهي از آن‌ها ارائه مي کند، به طوري كه در طول اين زمان، احتمال دارد وسيله يا وسايل در محدوده تلرانسي بعد از تایید تا تایید بعدي بمانند.
فاكتورهاي در نظر گرفته شده عبارتند از:
• توصيه‌هاي سازنده وسيله
• ميزان استفاده و نحوه رفتار با دستگاه
• اثر محيط
• دقت مورد نظر اندازه‌گيري‌ها با وسيله
روش‌های بازبيني فواصل زماني بين دو تاییديه
سيستمي كه فواصل زماني بين دو تاییديه را بعد از تعيين اوليه به روش گفته شده بازبيني نکند قابل اطمينان نيست. بديهي است در بازبيني بايد دو پارامتر مهم ريسك، قرار نگرفتن وسيله در محدوده مجاز در فواصل بين دو تایید و هزينه هر بار تست و تاییديه مدنظر قرار گيرد.
روش 1: تنظيم خودکار يا پله‌اي
• هر زمان كه وسيله‌اي به صورت معمول تایید مي‌شود، يا فاصله زماني بين اين تایید و تایید بعدي كاهش داده مي‌شود
• اگر وسيله قبل از پايان زمان بين دو تاییديه خارج از تلرانس خطا برود، يا زمان افزايش داده مي‌شود
• اگر وسيله قبل از پايان زمان بين دو تاییديه هنوز در محدوده تلرانس خطا باشد
• روش پله‌اي ممكن است به سرعت باعث حصول پريود بهینه شود بدون آنكه كارهاي نوشتاري زيادي صورت پذيرد
روش 2: چارت كنترل
كميت‌هاي ناشي از تست در هر مرحله تایید يادداشت مي‌شوند و سپس منحني تغييرات آن‌ها نسبت به زمان رسم می‌شود. از اين منحني‌ها هم پراكندگي حول متوسط و هم انباشتگي محاسبه مي‌شود. انباشتگي مي‌تواند انباشتگي متوسط در يك فاصله زماني تاییديه باشد يا، در مورد وسايل بسيار پايدار، انباشتگي روي چند فاصله زماني تاییديه باشد. از اين منحني‌ها انباشتگي موثر را مي‌توان محاسبه کرد..
روش 3: زمان تقويمي يا سپري شده
• وسايل اندازه‌گيري ابتدا به گروه هايي براساس مشابهت ساختاري آن‌ها با يكديگر و قابليت اطمينان و پايداري يكسان تقسيم مي‌شوند. طول زمان تاییديه مشخصي به هر گروه براساس درك و تجارب مهندسي اختصاص داده مي‌شود.
• در هر گروه تعداد وسايلي كه در زمان تعيين شده جهت تایید مجدد برگردانده مي‌شوند وليكن خطاي زيادي در آن‌ها مشاهده مي‌شود يا به گونه‌اي تایید نمي‌شوند يادداشت شده و به صورت نسبتي از كل تعداد وسايل در آن گروه بيان مي‌شود.
• در تعيين اقلام غير قابل تایید آن هايي كه به طور وضوح آسيب ديده‌است يا توسط مصرف كننده به عنوان مشكوك يا معيوب باز گردانده شده گنجانيده نمي‌شود. چون اين وسايل احتمال ندارد براي اندازه‌گيري به كاربرده شود و در نتيجه توليد خطا کند.
• اگر نسبت وسايل تایید نشده خيلي زياد باشد، پريود بين دو تاییديه بايد كاهش داده شود. اگر زير مجموعه‌اي خاص از وسايل (ماند وسايل داراي سازنده يكسان و يا از يك نوع يكسان) مانند ساير اعضا گروه رفتار نکنند، اين زير گروه بايد به گروه ديگري منتقل شود كه داراي پريود بين دو تایید متفاوتي است. طول زمان پريود بين دو تاییديه بايد هر قدر ممكن است كوتاه باشد به طوري كه نسبت تعداد وسايل تایید شده در آن گروه حد مقبولي داشته باشد.
• اگر تعداد وسايل غير قابل تایید در يك گروه خيلي كم باشد از نظر اقتصادي افزايش پريود بين دو تایید ممكن است قابل توجيه باشد.
روش 4: زمان مصرف شدن وسيله
اين روش برگرفته از روش‌های قبلي است. اساس روش ثابت است اما پريود بين دو تاییديه، به جاي زمان سپري شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعريف مي‌شود. وسيله اندازه‌گيري مجهز به سيستم اندازه‌گيري زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصي رسيد، وسيله تست، تنظيم و تایید مجدد مي‌شود. امتياز تئوريك مهم اين روش آن است كه دفعات تایید و در نتيجه هزينه تایید به طور مستقیم بر اساس زمان مصرف است. به علاوه اين خودگوياي ميزان كاربرد وسيله در آن بخش است اما ضعف‌هاي عملي اين روش بسيار هستند و شامل موارد زير مي‌شوند:
• اين روش براي وسايل اندازه‌گيري غير فعال يا قطعات استاندارد اندازه‌گيري غير فعال نظير گيج‌هاي ضخامت، گيج‌های زاويه، گيج‌های
برو – نرو، مقاومت ها، خازن ها و غيره قابل استفاده نيست.
• اين روش زماني كه وسيله گرفتار انباشتگي يا خرابي در ساعات غير كاري مي‌شود يا زماني كه حمل و نقل مي‌شود يا وقتي كه به طور مكرر در فواصل زماني كوتاه خاموش و روشن مي‌شود كارا نيست. در اين حالت بايد زمان سپري شده كل از تاییديه قبلي را نيز در نظر گرفت و صرفا به زمان مصرف نيانديشيد.
• هزينه تهيه و نصب تايمر زياد است و چون مصرف كننده ممكن است در زمان آن دخل و تصرف کند هزينه نظارت نيز به آن افزوده مي‌شود.
• نسبت به ساير روش‌ها غير معمول است و آزمايشگاه كاليبراسيون نمي‌داند كه در چه زماني وسيله براي تایید مجدد به اين آزمايشگاه ارسال مي‌شود و لذا برنامه ريزي كاري براي آزمايشگاه مشكل است.
روش 5: تست در حال سرويس يا جعبه‌سياه
اين روش مكمل تست و تایید كامل سيستم است. در اين صورت در فاصله زماني بين دو تاییديه كامل، از وضعيت وسيله اندازه‌گيري اطلاع گرفته مي‌شود و اين اطلاعات كفايت يا عدم كفايت طول زمان بين دو تایید كامل را روشن مي‌کند. اين روش مشابهتي با روش‌های اولي و دومي دارد و به ويژه مناسب براي وسايل و سيستم‌هاي اندازه‌گيري پيچيده است. پارامترهاي بحراني و مهم به طور مكرر مثلا هر روز يك بار يا هر روز چند بار بررسی مي‌شوند. اين كار توسط وسيله كاليبراسيوني كه تنها پارامترهاي مشخصي را اندازه مي‌گيرد (Black Box) انجام مي‌شود. اگر در اين تست‌ها وسيله اندازه‌گيري تایید نشود جهت بررسي وضع و تست و تنظيم و تایید كامل ارسال مي‌شود.
مهم‌ترين مزيت اين روش آن است كه اطمينان لازم را براي استفاده كننده از وسيله فراهم مي‌آورد. اين روش بسيار مناسب براي وسايلي است كه از نظر جغرافيايي دور از لابراتوار كاليبراسيون هستند. چون تست و تایید كامل زماني انجام مي‌شود كه نياز به آن وجود داشته باشد و از طرفي فاصله زماني بين دو تاییديه افزايش مي‌يابد. مشكل اساسي در اين روش تعيين پارامترهاي مهم وسيله اندازه‌گيري جعبه سياه و طراحي جعبه سياه است.
اگر چه به صورت تئوري اين روش قابليت بالايي را نتيجه مي‌دهد ولي گاهي اوقات ممكن است ابهاماتي نيز ايجاد کند، زيرا وسيله اندازه‌گيري ممكن است از ناحيه پارامترهاي ديگرش كه به وسيله جعبه سياه اندازه‌گيري نمي‌شوند دچار اشكال شود. به علاوه خصوصيات جعبه سياه نيز ممكن است ثابت نباشد و خود نياز به تست، تنظيم و تایید مجدد در فواصل زماني داشته باشد.
آشنایی با تجهیزات کالیبراسیون
در يك دسته بندي می‌توان تجهيزات مورد نیاز در بخش‌های کالیبراسیون را به این صورت بیان کرد:
الف) دستگاه‌های شبيه ساز
ب) دستگاه‌های اندازه‌گيري پارامترهاي فيزيكي
ج) نرم افزارهاي مديريت تجهيزات پزشكي
د) دستگاه‌های تست و كاليبراسيون تجهيزات پزشكي
دستگاه‌های شبيه ساز
در بحث تعميرات و نگهداري پيشگيرانه تجهيزات پزشكي، آنچه كه در گام اول مطرح مي‌شود، حصول اطمينان از عملكرد صحيح آن‌ها است. با استفاده از شبيه سازي علايم حياتي بيمار مي‌توان به اين مهم دست يافت.
با به كارگيري دستگاه‌های شبيه ساز قبل از اقدام به باز كردن دستگاه و انجام تعميرات كوركورانه مي‌توان نوع نقص را تعيين و آن را برطرف کرد. از آنجا كه در بيشتر موارد علت خرابي يا نوع خرابي تجهيزات پزشكي از طرف بخش‌هاي بيمارستان به واحد فني و مهندسي اعلام نمي‌شود، به كارگيري
شبيه ساز استراتژي تعمير تجهيزات پزشكي را مشخص و خط مشي رفع عيب را معين مي‌كند. بدين ترتيب اسقاط شدن دستگاه يا وارد آمدن آسيب‌های جدي و پرهزينه به دستگاه‌ها و اقدام به تعمير اشتباه به حداقل خواهد رسيد. با استفاده از دستگاه شبيه ساز علايم حياتي (Patient Simulator) همواره علايم حياتي كه توسط دستگاه‌هاي تشخيص پزشكي اندازه‌گيري مي‌شوند به صورت استاندارد و به گونه‌اي مطمئن در اختيار است.
دستگاه‌های زیر با اندكي تفاوت قابليت شبيه سازي پارامترهاي حياتي زير را دارند:
اشتقاق ECG
با استفاده از آن مي‌توان سيگنال‌های حاصل از فعاليت الكتريكي قلب را شبيه‌سازي کرده و به واسطه آن مي توان طيف گسترده‌اي از تجهيزات قلبي از يك مانيتور قابل حمل ساده، يك دستگاه الكتروكارديوگراف تا تجهيزات و ثبت كننده‌های علايم حياتي پيشرفته را از نظر كارايي بررسي کرد. وجود بيش از 30 نوع آريتمي، ضربان‌های پريماچور، شكل موج‌های متفاوت با فركانس‌های مختلف به همراه تست‌های گوناگون بررسي خطي بودن براساس استاندارد قابليت اين دستگاه را بالا برده است.
فشار خون
با استفاده از اين قابليت امكان دست‌يابي به فاز خون فيزيولوژيك قسمت راست و چپ قلب به صورت هم‌زمان و به گونه‌اي واقعي وجود دارد. بررسي فشارخون به صورت ديناميكي (آيا ارايه فشار 80/120 mmHg واقعي است؟) و استاتيكي (آيا نشان دادن عددي معادل 120 mmhg واقعي است؟) از مزاياي استفاده از اين دستگاه است.
تنفس
با استفاده از اين قابليت مي‌توان نسبت‌های مختلف دم به بازدم (I/E) را انتخاب و با بهره‌گيري از قابليت انتقال خط مبناي پارامترهاي فوق،گستره وسيعي از سيگنال‌های تنفسي را در اختيار داشت. بنابراين مي‌توان دياگرام‌هاي تنفسي (Cardiorespirograms) را تست و بررسي کرد. لذا بسياري از سيستم‌های مانيتوري نوزاد از اين طريق قابل ارزيابي هستند.
دما
با استفاده از اين قابليت رديابي فيزيولوژيك دمايي به صورت ديناميكي قابل انجام است.
برون ده قلبي
با استفاده از اين قابليت ميزان برون ده قلبي در سه حالت 3 و 5 و 7 ليتر بر دقيقه قابل مطالعه است.
بررسي عملكرد الكتروشوك
با استفاده از قابليت‌های فوق سيگنال‌های ECG و آريتمي‌هاي مربوطه ارسال و تخليه انرژي الكتروشوك در حالت A-FIB و V-FIB بررسي می‌شود.
انتخاب آريتمي‌ها
دستگاه‌هاي شبيه ساز به سادگي و راحتي آريتمي‌ها را در گروه‌های مختلف در دسترس كاربر قرار مي‌دهد.
دستگاه‌های اندازه‌گيري پارامترهاي فيزيكي
علاوه بر طيف وسيع كاليبراتورها، دستگاه‌هاي اندازه‌گيري پارامترهاي فيزيكي نيز با تاكيد بر الزامات و محدوده‌هاي اندازه‌گيري مرتبط با تجهيزات پزشكي ارائه مي شود. در زير به تعدادي از اين دستگاه‌ها اشاره شده است:
1) Digital Pressure Meter
اين وسيله به عنوان يك دستگاه جنرال محدوده وسيعي از فشارهايي را كه در دستگاه‌های پزشكي ايجاد مي‌شود اندازه‌گيري مي کند. بر خلاف ظاهر
كم حجم و قابليت حمل دستي، فشارهاي مثبت و منفي را در محدوده‌هاي متفاوت اندازه‌گيري مي‌كند به گونه‌اي كه بسياري از تجهيزات نظير ساكشن‌ها، فشار خون سنج‌ها، پمپ‌های سيركولاسيون دياليز، تورنيكت‌ها و خروجي سيستم‌های سانترال (Vaccum, O2N2O) …. قابل بررسي هستند.
علاوه بر موارد ذكر شده، اين دستگاه به گونه‌اي طراحي شده است كه با استفاده از آن مي‌توان انسداد رابطه اي فشار مثبت و عملكرد به موقع آلارم‌ها را در اينفيوژن و پرفيوژن پمپ‌ها بررسي کرد.
– محدوده اندازه‌گيري:
mmhg 802 + تا 698-
CmH2O 1099 + تا 949-
InchesH2O 429 + تا 347 –
Psi 5/15 + تا 5/13-
Psi 100 تا 5/13-
دقت و خطي بودن: هر دو با 1درصد كل مقدار اندازه‌گيري شده
(Full Scale)
اين دستگاه داراي محافظ ازدياد فشار بوده (psi 110) و متناسب با فشار، خروجي را برحسب ولتاژ نيز ارايه مي‌کند به گونه‌اي كه Psi 100 را معادل
mv 10 در نظر مي‌گيرد.
2) دستگاه تست باطري
در بسياري از موارد به دليل عدم تشخيص صحيح، باطري دستگاه‌ها قبل از اتمام دوره كارايي تعويض مي‌شوند يا به دليل استفاده زياد و توجه نكردن اپراتور به عمر باطري ها، فاسد شدن باطري به دستگاه آسيب جدي مي رساند. نكته حايز اهميت اين است كه عملكرد باطري در بسياري از دستگاه‌ها نظير الكتروشوك‌ها از اهميت ويژه‌اي برخوردار هستند. چرا كه با وجود اينكه اپراتور اين نوع دستگاه را مداوم به برق شهر متصل كرده و به نظر مي‌رسد باطري‌ها در حال شارژ هستند اما مشخص نبودن وضعيت آن‌ها همواره اين شك را ايجاد مي‌کند كه در مواقع اضطراري باطري‌ها سريعا تخليه شده و عملكرد دستگاه را تحت الشعاع قرار دهند. دستگاه تست باتری اين شك‌ها را برطرف و راه حل مناسبي براي آناليز، شارژ كردن و همچنين بررسي شرايط حاكم بر باطري‌هاي مورد استفاده در تجهيزات پزشكي پيشنهاد می‌کند.
از آنجا كه اين دستگاه توسط يك ميكروپروسسور كنترل مي‌شود، تمامي پارامترهاي مرتبط با عملكرد دستگاه قابل برنامه‌ريزي هستند.
خصوصيات دستگاه
قابليت بررسي پارامترهاي مربوط به انواع باطري‌های معروف پركاربرد را دارد. از طرف ديگر براي ساير باطري‌ها نيز مي‌توان دستگاه را براساس مشخصات باطري‌هاي مذكور برنامه‌ريزي کرد.
سيستم‌های ايركرافت، تجهيزات پزشكي، تجهيزات الكترونيكي عمومي و همچنين تجهيزات الكترونيكي نظامي توسط اين دستگاه قابل بررسي هستند.
استفاده از اين دستگاه زمان لازم جهت شارژ مجدد باطري‌های قابل شارژ را به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌دهد، لذا طول عمر باطري و ميزان اطمينان به آن افزايش مي‌يابد.علاوه بر قابليت شارژ باطري‌های گوناگون، اين دستگاه قابليت تعيين نوع و مقدار جريان جهت شارژ كردن باطري‌ها را دارد. با به كارگيري اين دستگاه مي‌توان نوع جريان را به صورت Constant potential ، Revers-pulse ، Constant current ، two-level constant current در نظر گرفت و انجام عمليات شارژ به صورت trickle يا Fast را بهينه نمود. از طرف ديگر براي انبارداري يا حمل و نقل باطري‌ها با استفاده از اين دستگاه مي‌توان آن‌ها را كاملا تخليه کرد.
3) دستگاه تست زمين و ايزولاسيون
این دستگاه قابل حمل و كوچك جهت تست كارآيي و ايمني دستگاه‌های پزشكي است. با اين دستگاه (LIM (Line Isolation Monitor و (GFCI(Ground Fault Circuit interupted در محدوده VAC 85 تا VAC 240 قابل بررسي است.
4) دستگاه‌های تست ايمني الكتريكي
دستگاه‌های تست ايمني الكتريكي، مي‌توانند ايمني تجهيزات پزشكي را براساس استانداردهاي AMMI ، ANSI ، 1993 ES1 ، 601 IEC بررسي کنند.
منابع
1- کالیبراسیون- سمینار مدیریت تجهیزات پزشکی- دکتر نعیمی.
[2] Introduction to Biomedical Engineering by John D.Enderle
[3] Clean Room Industry By Dr. John Carr
[4] Bone Densitometry in Clinical Practice by Sydney Lou Bonnic
[5] An Introduction Measuration and Calibration by Paul D.Q Campbell
[6] medilink.fr – apelem.com – coolblue.com – ecalibration.com – flukebiomedical.com –Salery.com
دیدگاه ها