การสอบเทียบอุณหภูมิ (Temperature Calibration) และความสำคัญของมาตรฐาน ISO 17025 , Z540.3

ในกระบวนการวัดและการควบคุมใดๆก็ตาม ไม่ว่าจะเป็นโรงงานอุตสาหกรรม , ห้องวิจัยทางวิทยาศาสตร์ หรือแม้แต่การพยากรณ์อากาศ สิ่งหนึ่งที่เราขาดไม่ได้เลยคือการที่เรามีเครื่องมือวัดที่เชื่อถือได้ แต่เอ๊ะ!  เราจะรู้ได้อย่างไรกันละครับว่าเครื่องมือที่เราใช้งานอยู่นั้นยังให้ค่าวัดที่ถูกต้อง สำหรับในวันนี้ ทางแอดขอพื้นที่นี้ในการนำเสนอเนื้อหาการสอบเทียบเครื่องมือวัด โดยซีรี่ย์แรก ขอกล่าวถึงเรื่องการสอบเทียบเครื่องมือวัดอุณหภูมิ (Temperature) กันก่อนนะครับ

ที่มาและกระบวนการของการสอบเทียบอุณหภูมิ (Background of Temperature Calibration)

เครื่องมือวัดอุณหภูมิ ไม่ว่าจะเป็น เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple), RTD (Resistance Temperature Detector หรืออินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์ (Infrared Thermometer) เมื่อผ่านการใช้งานตามระยะเวลา ย่อมเกิดการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นปัจจัยจากความร้อน ความชื้น สภาพแวดล้อม หรือการตกกระแทก ฉะนั้นเราจะมั่นใจได้อย่างไรครับว่าปัจจัยต่างๆที่เกิดขึ้นนั้นกำลังส่งผลต่อค่าวัดของเราหรือไม่ เพราะฉะนั้นเราจึงต้องมีการสอบเทียบเครื่องมือวัดไงละครับ

การสอบเทียบอุณหภูมิ คือ กระบวนการเปรียบเทียบค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดที่ต้องการทดสอบ (Unit Under Test – UUT) พูดง่ายๆเลยก็คือตัวที่เราใช้งานทั่วๆไป หรือ ตัวที่เราสงสัยว่าค่ายังอ่านได้ถูกต้องหรือไม่  กับ เครื่องมือวัดมาตรฐาน (Standard Instrument) หรือตัวที่เรามั่นใจว่าอ่านค่าได้ถูกต้อง , มีความแม่นยำสูงกว่า และสามารถทวนสอบกลับได้ไปตามมาตรฐานสากล (Traceability) มาอ่านค่าอุณหภูมิเดียวกัน จากนั้นจึงวิเคราะห์และคำนวณค่าความไม่แน่นอนจากการวัดทางสถิติว่ายังอยู่ในเกณฑ์หรือไม่ ซึ่งถ้ายังอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับนั่นแสดงว่าเครื่องมือวัดสามารถใช้งานได้

กระบวนการสอบเทียบอุณหภูมิทำได้ผ่าน 2 วิธีหลักๆ

1) การสอบเทียบแบบเปรียบเทียบ (Comparison Calibration)

การสอบเทียบแบบเปรียบเทียบ (Comparison Calibration) นำเครื่องมือวัดทดสอบ(Unit Under Test – UUT) และเครื่องมือวัดมาตรฐาน (Standard Instrument) ใส่ลงในแหล่งกำเนิดอุณหภูมิเดียวกัน (เช่น อ่างอุณหภูมิคงที่ Temperature Bath หรือ Dry Block) แล้วเปรียบเทียบค่าที่อ่านได้ วิธีนี้เป็นวิธีที่ทำกันอย่างแพร่หลาย

2) การสอบเทียบ ณ จุดตรึง (Fixed-Point Calibration)

การสอบเทียบ ณ จุดตรึง (Fixed-Point Calibration) การใช้วัตถุบริสุทธิ์ ณ สถานะเปลี่ยนเฟสตามสเกลอุณหภูมิสากล (ITS-90) เช่น จุดสามสถานะของน้ำ (0.01 °C) , จุดหลอมเหลวของ Galluim (Gallium (melting point) เป็นต้น

เหตุผลที่ต้องทำการสอบเทียบอุณหภูมิ 

การสอบเทียบอุณหภูมิไม่ใช่เพียงแค่การปฏิบัติตามกฎระเบียบ แต่ส่งผลต่อการบริหารจัดการองค์กรในหลายมิติ:

1. รับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ (Product Quality Assurance): ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเคมีภัณฑ์ การอุ่น การนึ่ง หรือการเก็บรักษาต้องใช้อุณหภูมิที่แม่นยำ หากเครื่องมือวัดอุณหภูมิเพี้ยน อาจทำให้ผลิตภัณฑ์เสียสภาพ ยาหมดฤทธิ์ หรืออาหารเกิดการปนเปื้อนจุลินทรีย์
2. ประหยัดพลังงานและต้นทุน (Cost & Energy Savings): ระบบทำความร้อนหรือระบบทำความเย็นที่ใช้อุณหภูมิสูงหรือต่ำกว่าความเป็นจริงเพียง 1–2 °C ส่งผลให้สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าและเชื้อเพลิงมหาศาลตลอดทั้งปี
3. ความปลอดภัยในการทำงาน (Safety): ในโรงงานอุตสาหกรรมหนักหรือโรงกลั่นน้ำมัน การวัดอุณหภูมิผิดพลาดในหม้อต้ม (Boiler) หรือถังแรงดัน อาจก่อให้เกิดการระเบิดหรืออุบัติเหตุร้ายแรงได้
4. การปฏิบัติตามข้อกำหนดและกฎหมาย (Regulatory Compliance): หลายอุตสาหกรรมต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น GMP, HACCP, FDA หรือ ISO 9001 ซึ่งกำหนดให้เครื่องมือวัดทั้งหมดในกระบวนการสำคัญต้องผ่านการสอบเทียบตามระยะเวลาที่กำหนด

3. ระบบ ISO/IEC 17025 และใบรับรองการสอบเทียบ (Certificate of Calibration)

ISO/IEC 17025 คือ มาตรฐานสากลว่าด้วย “ความสามารถทางวิชาการของห้องปฏิบัติการทดสอบและห้องปฏิบัติการสอบเทียบ” (General requirements for the competence of testing and calibration laboratories)

เมื่อห้องปฏิบัติการได้รับการรับรอง ISO/IEC 17025 สิ่งที่ลูกค้าจะได้รับคือ ใบรับรองการสอบเทียบ (Calibration Certificate) ที่ได้รับการยอมรับในระดับสากล โดยองค์ประกอบสำคัญของใบรับรองภายใต้ ISO/IEC 17025 ประกอบด้วย:

3.1 การทวนสอบกลับได้ (Metrological Traceability): ยืนยันว่าค่าที่วัดได้ส่งต่อมาจากมาตรฐานระดับชาติ (เช่น NIMT ในไทย) หรือสากลอย่างต่อเนื่อง
3.2 ค่าความไม่แน่นอนในการวัด (Measurement Uncertainty – MU): แสดงช่วงความคลาดเคลื่อนที่เป็นไปได้ตามหลักสถิติ ซึ่งระบุชัดเจนบนใบรับรอง
3.3 สัญลักษณ์การรับรอง (Accreditation Mark): เช่น สัญลักษณ์จาก สมอ. (TISI), ANAB, หรือ UKAS พร้อมหมายเลขการรับรอง
3.4 สภาวะแวดล้อมขณะสอบเทียบ: ระบุอุณหภูมิและความชื้นของห้องสอบเทียบขณะทำการทดสอบ

การใช้บริการห้องสอบเทียบที่ได้ ISO/IEC 17025 ช่วยลดความเสี่ยงในการถูกปฏิเสธใบรับรองเมื่อมีการตรวจสอบ (Audit) จากลูกค้าต่างประเทศหรือองค์กรกำกับดูแล

ความสามารถของห้องปฏิบัติการ (Laboratory Capability & Scope of Accreditation)

ความสามารถของห้องปฏิบัติการสอบเทียบ (Lab Capability) ถูกกำหนดไว้ใน ขอบข่ายการรับรอง (Scope of Accreditation) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดว่าห้องแล็บนั้นๆ สามารถสอบเทียบเครื่องมือของท่านได้ตามข้อกำหนดหรือไม่ ซึ่งมีปัจจัยสำคัญดังนี้:

4.1 ช่วงการวัด (Measuring Range): เช่น ให้บริการสอบเทียบอุณหภูมิช่วง  -200°C ถึง 1200°C
4.2 ความสามารถในการวัดและการสอบเทียบ (Calibration and Measurement Capability – CMC): คือค่าความไม่แน่นอนที่น้อยที่สุดที่ห้องแล็บทำได้ ยิ่งค่า CMC น้อย แปลว่าห้องแล็บมีความสามารถและเครื่องมือมาตรฐานที่ละเอียดแม่นยำสูง
4.3 วิธีการสอบเทียบ (Calibration Method): ใช้มาตรฐานอ้างอิงระดับสากล เช่น ASTM E220, EURAMET Calibration Guide หรือมาตรฐานภายในที่ผ่านการตรวจประเมินแล้ว
4.4 ความพร้อมของบุคลากรและอุปกรณ์: นักมาตรวิทยา (Metrologist) มีความรู้ความชำนาญ อุปกรณ์อ้างอิงผ่านการสอบเทียบตามรอบ และมีระบบควบคุมสภาวะแวดล้อมที่เข้มงวด

5. มาตรฐาน ANSI/NCSL Z540.3 และความเชื่อมโยงในการสอบเทียบ

สำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความน่าเชื่อถือระดับสูง มาตรฐาน ANSI/NCSL Z540.3 จะถูกนำมาใช้ ”ควบคู่หรือเสริม” จาก ISO/IEC 17025 จุดเด่นสำคัญของ Z540.3 คือ การบริหารจัดการความเสี่ยงจากผลการสอบเทียบ:

5.1 Probability of False Accept (PFA): Z540.3 กำหนดเกณฑ์ว่า โอกาสที่จะยอมรับเครื่องมือวัดที่ตกมาตรฐานโดยผิดพลาด (False Accept) ต้อง ไม่เกิน 2%

5.2 Test Uncertainty Ratio (TUR): อัตราส่วนความไม่แน่นอนของการทดสอบมักจะถูกกำหนดไว้ที่อัตราส่วนอย่างน้อย 4:1 (ค่าความไม่แน่นอนของเครื่องมือมาตรฐานต้องน้อยกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของเครื่องมือทดสอบอย่างน้อย 4 เท่า)

5.3 การประเมิน Guardbanding: หากค่าการวัดอยู่ใกล้ขอบเขตของค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (Tolerance Limit) ห้องแล็บตามมาตรฐาน Z540.3 จะใช้หลักการ Guardbanding เพื่อบีบขอบเขตการยอมรับให้แคบลง ป้องกันไม่ให้ปล่อยเครื่องมือที่ไม่สมบูรณ์ออกไปใช้งาน

การรวมมาตรฐาน ISO/IEC 17025 และ ANSI/NCSL Z540.3 เข้าด้วยกัน จึงช่วยยกระดับความมั่นใจว่า เครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ผ่านการสอบเทียบจะให้ผลการวัดที่ถูกต้อง เที่ยงตรง และปราศจากความเสี่ยงในการนำไปใช้งานในกระบวนการผลิตขั้นสูง

6. ใส่ใจลูกค้าด้วยระบบติดตามและแจ้งเตือนวัดหมดอายุการสอบเทียบ

เพื่อป้องกันปัญหาเครื่องมือวัดอุณหภูมิหมดอายุการสอบเทียบจนส่งผลกระทบต่อมาตรฐานการผลิต คงจะดีไม่น้อยถ้าหากว่าห้องปฏิบัติสอบเทียบมี ระบบแอปพลิเคชันแจ้งเตือนและติดตามลูกค้าในการบริหารจัดการรอบการสอบเทียบ พร้อมทั้งสามารถตรวจสอบ Report การสอบเทียบเพียงใช้งานมือถือ Scan QR code 

การสอบเทียบอุณหภูมิไม่ได้เป็นเพียงขั้นตอนตามเอกสาร แต่เป็น สิ่งสำคัญของการควบคุมคุณภาพและความปลอดภัย การเลือกใช้บริการห้องปฏิบัติการสอบเทียบอุณหภูมิที่ได้รับใบรับรอง ISO/IEC 17025 มีขอบข่ายความสามารถ (CMC) ที่ครอบคลุม และมีการนำหลักการบริหารความเสี่ยงตาม Z540.3 มาประยุกต์ใช้ จึงเป็นหลักประกันที่ดีที่สุดว่า กระบวนการวัดอุณหภูมิในองค์กรของท่านมีความถูกต้องแม่นยำ ได้มาตรฐานระดับสากล และพร้อมสำหรับการเติบโตอย่างยั่งยืน

อ้างอิง : 
1. Requirements for calibration of measureing and test equipment : https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20130012068/downloads/20130012068.pdf
2. Accredited laboratory : https://www.mpcthai.com

---

ขอขอบคุณผู้สนับสนุนบทความ

บทความนี้ได้รับการสนับสนุนข้อมูลและผลิตภัณฑ์จาก
บริษัท ไมโคร พรีซิชั่น คาลิเบรชั่น แลบบอราทอรี่ (ประเทศไทย) จำกัด
ผู้นำด้านการสอบเทียบเครื่องมือวัดระดับสากล มากกว่า 50 ปี
ห้องปฏิบัติการที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 17025:2017 มากกว่า 50 แห่ง
โดยทีมงานผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิค คุณภาพ ปฏิบัติการ และธุรกิจมากกว่า 1,000 คนทั่วโลก

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Industrial Insider | เจาะลึกเทคโนโลยี อุตสาหกรรม และนวัตกรรม เพื่อคนทำงานตัวจริง

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare

#Temperature Calibration #การสอบเทียบอุณหภูมิ #Instrument #Engineering