Was versteht man unter Feuchtekalibrierung?
Unter Kalibrierung von Feuchtigkeit, Taupunkt und relativer Luftfeuchtigkeit versteht man den Vergleich eines Messgeräts mit einer maßgeblichen Referenz, um etwaige Verzerrungen oder systematische Fehler in den Messwerten zu ermitteln. Referenzgeräte sollten eine deutlich geringere Messunsicherheit aufweisen. Herkömmliche Genauigkeitsmultiplikatoren, die bei elektrischen oder Druckkalibrierungen verwendet werden, können bei der Feuchtekalibrierung irreführend sein, da eine Reihe anderer Faktoren zur Kalibrierung beitragen (einschließlich Stabilität, Temperatur und thermische Gradienten). Im Allgemeinen wird eine Feuchtekalibrierung durch Wiederholung des Vergleichsprozesses an einer repräsentativen Auswahl von Punkten im gesamten Messbereich durchgeführt.
Kalibrierung wird oft als "Justierung eines Instruments zur korrekten Anzeige" interpretiert, aber das ist ein Missverständnis. Die Kalibrierung ist technisch gesehen nur der Vergleich eines Instruments mit einer Referenz (sie definiert die Fehler des Instruments). Die Justierung ist ein zusätzlicher Schritt, um das Gerät zu korrigieren und den Fehler zu beseitigen. Wird eine Justierung durchgeführt, ist eine erneute Kalibrierung erforderlich, um die neuen (möglicherweise fehlenden) Fehler zu bestätigen. Hier kommen die Begriffe "Kalibrierung wie vorgefunden" und "Kalibrierung wie verlassen" ins Spiel.
Warum ist die Feuchtekalibrierung wichtig?
Renommierte Hersteller liefern beim Kauf von Geräten oder Sensoren Kalibrierzertifikate mit. Dies ist jedoch keine Garantie für die Messleistung während der gesamten Lebensdauer des Geräts. Im Laufe der Zeit kann die Alterung mechanischer und elektronischer Komponenten zu Veränderungen der Eigenschaften von Sensoren oder Instrumenten führen. Noch kritischer ist, dass es nach dem Einsatz des Geräts im Feld und dem möglichen Kontakt mit Verunreinigungen, die sich auf die Genauigkeit auswirken können, schwierig ist, mit einem gewissen Grad an Sicherheit zu sagen, ob die ursprüngliche Kalibrierung noch gültig ist oder nicht.
Um die Unsicherheit zu minimieren und Vertrauen in die mit dem Gerät durchgeführten Messungen zu haben, ist es wichtig, die Qualität durch ein regelmäßiges, akkreditiertes Kalibrierverfahren zu sichern.
Wie werden die Kalibrierdaten verwendet?
Wenn die vom Sensor oder Instrument gelieferten Messwerte für den Prozess oder das Prüfverfahren von entscheidender Bedeutung sind, ist es wichtig zu wissen, ob das Gerät noch innerhalb seiner ursprünglichen Spezifikationen arbeitet oder ob sich die Korrekturfaktoren geändert haben.Wenn ein Instrument neu kalibriert wird, wird ein Bericht erstellt, der die Kalibrierungskorrekturen vor und nach der Durchführung einer Anpassung zeigt.Für viele Benutzer von Hygrometern sind diese "As Found"-Berichte von entscheidender Bedeutung, da sie Aufschluss über die Messwertdrift zwischen den Kalibrierungen und über die Messwerte vor der Kalibrierung geben.Wenn sich beispielsweise die Effizienz eines Trockners verringert hat, könnte dies auf eine Sensordrift zurückzuführen sein; die Kalibrierung identifiziert dies als einen der Gründe für diesen Leistungsabfall.
Kalibrierstandards und Rückführbarkeit
Der beste Weg, um genaue Messungen zu gewährleisten, ist die Rückführbarkeit auf zertifizierte Standards.
Dies führt zu konsistenten Messungen über verschiedene Messgeräte, Standorte und Benutzer hinweg. Rückführbarkeit" ist eine ununterbrochene Kette von Kalibrierungen, die ein funktionierendes Hygrometer auf ein nationales Normal zurückführen.
Die meisten Länder verfügen über einen eigenen maßgeblichen Standard für Taupunkt und Luftfeuchtigkeit, der den primären Messstandard bildet. Alternativ dazu werden Referenznormale in einer Region gemeinsam genutzt. Die Referenzgeräte von Kalibrierungseinrichtungen im Land oder in der Region werden anhand dieses Primärnormals kalibriert und dann als Referenz oder "Transfernormal" zur Kalibrierung anderer Geräte verwendet.
Dieser Ansatz wird in der folgenden Pyramidengrafik dargestellt:
Wie wird eine Feuchtekalibrierung durchgeführt?
Feuchtekalibrierungen beinhalten die Erzeugung eines stabilen Feuchtigkeitsniveaus in einem Messgas und die Messung dieses Niveaus sowohl mit einem geeigneten grundlegenden Referenzgerät als auch mit dem zu kalibrierenden Gerät und den anschließenden Vergleich der Messwerte.
Ein Feuchtekalibriersystem umfasst:
- Eine Trockenluftquelle
- Einen Feuchtegenerator, der den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt liefert
- Ein Referenzgerät, das genauer ist als das zu prüfende Gerät, um eine verbindliche Messung zu ermöglichen
- Ein Verteiler für die Zufuhr von Kalibriergas zu den zu prüfenden Sensoren/Instrumenten
Wenn die Kalibrierung in Bezug auf die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur durchgeführt wird, muss der Verteiler temperaturgesteuert sein oder sich in einer temperaturgesteuerten Umgebung befinden, um die relative Luftfeuchtigkeit zu bestimmen, indem der erzeugte Taupunktwert mit der Temperatur verknüpft wird.
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Wie man ein Feuchtekalibrierungszertifikat liest
Ein Feuchte-Kalibrierzertifikat enthält Informationen über das zu prüfende Gerät (IUT) und die verwendete Referenz, zusammen mit Kalibrierpunkten und Informationen über die Messunsicherheit.
Im folgenden Beispielzertifikat werden die Informationen in einer Tabelle dargestellt, wobei die Spalten wie folgt angeordnet sind:
Spalte 1: Der vom Referenzgerät angezeigte Messwert.
Spalte 2: Der Messwert, den das zu kalibrierende Gerät anzeigt.
Spalte 3: Die Korrektur, die auf die Messwerte des zu kalibrierenden Geräts angewendet werden soll.
Spalte 4: Die Messunsicherheit für jeden Sollwert.
Wenn das zu kalibrierende Gerät mehrere Möglichkeiten hat, den Messwert zu melden (z.B. integrierte Anzeige, digitaler Ausgang, analoge Spannungs- oder Stromausgänge), dann werden die von diesen Ausgängen stammenden Werte für jeden Kalibrierungspunkt ebenfalls auf dem Zertifikat angegeben.
Andere Informationen, die auf dem Kalibrierungszertifikat enthalten sein sollten:
- Kundendaten, manchmal einschließlich der Adresse des Kunden, Kundennummer oder Auftragsnummer
- Seriennummern, die das Gerät und die zugehörigen Messkomponenten identifizieren
- Das Datum der Kalibrierung und manchmal auch das Datum, an dem die nächste Kalibrierung fällig ist
- Eine eindeutige Referenznummer, die das Zertifikat oder den Kalibrierungslauf identifiziert
- Eine Liste der kalibrierten Geräte, die während der Kalibrierung verwendet wurden, oder eine Liste der eindeutigen Kennungen, die diesen Geräten entsprechen
- Eine Schätzung der Unsicherheit über den Bereich der Kalibrierung
Welche Vorteile hat eine interne Feuchtekalibrierung gegenüber einer Kalibrierung in einem externen Labor?
Einfach ausgedrückt ist es eine Frage des Volumens: Je mehr Feuchtegeräte Sie verwenden, desto kostengünstiger und bequemer wird ein hauseigenes Labor.
Aufgrund des Umfangs der zu kalibrierenden Geräte werden die Kosten für die Einrichtung des Labors schnell durch die Einsparungen ausgeglichen, die durch den Versand von Geräten an ein kommerzielles Labor und die Wartezeit bis zur Rücksendung entstehen. Typische Unternehmen, die sich für die Einrichtung eines eigenen Labors entscheiden, sind:
- Meteorologische Organisationen
- Normungslaboratorien
- Pharmazeutische Produktionsbetriebe
Die Anschaffung und der Betrieb eines speziellen Feuchtekalibrierungssystems erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand in Bezug auf die Anschaffungskosten, die Schulung des Personals, die Aufzeichnungen und oft auch den Platzbedarf. Für Unternehmen, die eine kleine Anzahl von Feuchtemessgeräten verwenden, ist es die kostengünstigste Lösung, diese zur regelmäßigen Kalibrierung an ein kommerzielles Kalibrierlabor zu schicken.
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