Best Practice für die Sensorkalibrierung

Was versteht man unter Temperaturkalibrierung? Die Temperaturkalibrierung ist ein zuverlässiger und dokumentierter Vergleich eines Messgeräts mit einem anderen Gerät, das bereits temperaturgenau kalibriert und auf den erwarteten Parametersatz bezogen ist.

Sensorkalibrierung

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Das Referenzgerät sollte ein Hochpräzisionsgerät sein, das regelmässig von einem akkreditierten Labor (Schweiz: SAS/SCS, USA: NIST, Deutschland: DaaKs, UK: UKAS) überprüft wird. Eine Temperaturkalibrierung sollte entweder an einem oder mehreren definierten Messpunkten durchgeführt werden. Für eine erfolgreiche Kalibrierung sollte das Gerät in einer stabilen Umgebung gehalten werden.

Eine Kalibrierung ist Voraussetzung für die Gewährleistung von Konsistenz und Produktqualität. Die folgenden Gründe sprechen für die Durchführung einer Temperaturkalibrierung:

  • Sicherheit der Patienten

  • Einhaltung gesetzlicher Vorschriften

  • Produktqualität

Denken Sie bei der Kalibrierung immer daran, das gesamte System und die einzelnen Geräte zu prüfen: also Datenlogger und Sensoren.

Was ist eigentlich ein Temperatursensor, und wie funktioniert er?

Ein Temperatursensor ist ein Gerät, in der Regel ein RTD (Widerstandstemperaturdetektor) oder ein Thermoelement, das Temperaturdaten von einer bestimmten Quelle sammelt und diese Informationen in eine verständliche Form für ein Gerät oder einen Beobachter umwandelt.

Da ein Temperatursensor immer die erste Komponente in jedem Temperaturmessreihe ist, kann man mit Sicherheit sagen, dass alles mit einem Sensor beginnt. Er spielt eine entscheidende Rolle für die Präzision der Temperaturmessreihe.

Für eine vollständige Temperaturkalibrierung sollte man immer den Sensor testen. Durch die gleichzeitige Prüfung von Sensor und Transmitter wird auch die Elektronik überprüft. Durch einen zusätzlichen Test des Steuersystemeingangs wird eine vollständige Kreislaufkalibrierung erreicht.

Die Kalibrierung von Temperatur und Sensor erleichtert die Erstellung der erforderlichen Unterlagen, die als Nachweis für eine erfolgreiche Kalibrierung benötigt werden. Die Verfahren helfen Ihnen, Ihre Temperaturgeräte schnell und zuverlässig zu kalibrieren und den Betrieb aufrechtzuerhalten.

Selbstkalibrierung

Temperatur ändert sich langsam, was den Kalibrierungsprozess sehr zeitaufwendig gestaltet, da man auf die Stabilisierung warten muss. Die Verwendung eines selbstkalibrierenden Sensors zur Automatisierung von Kalibrierungen kann sich als sinnvoll erweisen.

Das bedeutet jedoch nicht, dass der Prozess kürzer wird. Der Vorgang dauert immer noch gleich lang, aber man kann sich die Wartezeit bis zur Stabilisierung sparen, wenn man sich für einen selbstkalibrierenden Sensor entscheidet. Das Verfahren der Selbstkalibrierung verkürzt die Prozessdauer nicht, aber das aktive Warten auf den Abschluss der Stabilisierung ist nicht erforderlich.

Die Selbstkalibrierung ist eine Kalibrierung, die ohne externe Verbindungen durchgeführt wird, wobei ein bekannter Referenzkanal an jeden anderen Kanal der Karte angeschlossen wird.

Die resultierende Spannung wird dann gegen verschiedene Verstärkungseinstellungen gelesen und mit einem bekannten Paramtersatz verglichen. Um Temperaturschwankungen zu kompensieren, ist die Referenzspannung temperaturgeschützt.

Ein Selbstkalibrierungsprozess läuft vor Ort ab und dokumentiert die Einhaltung der von den Aufsichtsbehörden festgelegten Anforderungen. Die Überprüfung der bestimmungsgemässen Funktion des Temperatursensors zwischen zwei manuellen Kalibrierungszyklen verringert das Risiko unentdeckter Drifts (Abweichungen) und somit den Bedarf an häufigen Kalibrierungen.

Der Temperatursensor basiert auf der Temperatur, bei der sich seine ferromagnetischen Eigenschaften plötzlich ändern, und verwendet eine hochpräzise Keramikreferenz.

Bei Anwendungen, die mit Steam in Place (SIP) arbeiten, führt das Gerät eine automatische Inline-Selbstkalibrierung bei 118 °C durch. Bei Abweichungen wird ein Alarm ausgelöst und dem dezentralen Steuerungssystem über eine lokale LED eine Fehlermeldung angezeigt.

Im Folgenden werden die Vorteile der Verwendung eines selbstkalibrierenden Sensors aufgeführt:

  • Er ist mit einer Asset-Management-Software ausgestattet, die auditsichere Kalibrierungszertifikate zum Ausdrucken und Hochladen erstellt

  • Vollautomatische Speicherung von bis zu 350 Kalibrierungen, die zur Überprüfung verwendet werden können

  • Frühzeitige Erkennung von Sensorausfällen, Drifts und Messfehlern

  • Reduziert die Kosten für die Kalibrierung

  • Geringeres Risiko von fehlerhaften Temperaturmessungen durch kurze Kalibrierintervalle

  • Einfache visuelle Überwachung über LED

ISO 9001 und ISO 17025: Kalibrierungsanforderungen im Vergleich

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Ersatzsensoren

Für die meisten Temperatursensoren gibt es keine werkseitig empfohlene Austauschintervalle. Technisch gesehen funktionieren sie, bis sie ausfallen. Je nach Einsatzbereich können sie jedoch eine Temperaturabweichung aufweisen, die nur durch eine Kalibrierung festgestellt werden kann.

Anstelle einer Kalibrierung ist es aber sinnvoller, den Sensor vor Ablauf des Kalibrierungszertifikats komplett auszutauschen. Sofern dies regelmässig geschieht, ist es kostengünstiger als eine Reparatur. Der Versuch, das Problem zu identifizieren und zu beheben kann sehr kostspielig sein.

Sensoren können aus folgenden Gründen falsche Messwerte liefern:

  • Verdrehte Kabel

  • Falsche Platzierung

  • Geschmolzene Kabel

  • Einwirkung von Feuchtigkeit

On-Site-Kalibrierung

Die On-Site-Kalibrierung ist eine Sensorkalibrierung, die im Labor des Unternehmens von einer externen Fachkraft durchgeführt wird. Die Geräte sind möglicherweise zu gross oder zu zerbrechlich, um sie zu transportieren, weshalb eine On-Site-Kalibrierung erforderlich ist.

Eine Kalibrierung ausserhalb des Standorts kann für einige Unternehmen unpraktisch sein, da die Geräte an ein externes Kalibrierungslabor geschickt werden müssen, was zu Ausfallzeiten der Geräte führen kann.

Aus diesem Grund bietet die On-Site-Kalibrierung im Vergleich zur externen Kalibrierung einige Vorteile. Allerdings erfordern Kalibrierungen, die ausserhalb eines klimatisierten Labors stattfinden, ein hohes Mass an Wissen und Erfahrung.

Die Vorteile einer On-Site-Kalibrierung sind unter anderem:

  • Minimierung der Ausfallzeit von Geräten

  • Eliminierung der Versandkosten

  • Minimierung von Prozessunterbrechungen

  • Vermeidung von Schäden an der Ausrüstung

Fazit

Wenn es um die Überwachung von Lagern geht, ist es wichtig, ein System zu haben, das den Vorschriften entspricht. Ein voll qualifiziertes System erfordert auch dessen regelmässige Überprüfung. Ausserdem muss diese Überprüfung gemäss den GXP-Richtlinien ordnungsgemäss dokumentiert werden.

Zu dieser Überprüfung gehört auch eine regelmässige Systemkalibrierung, bei der mögliche Ungenauigkeiten oder Sensorausfälle festgestellt werden. ELPRO empfiehlt bei Ablauf des Kalibrierungszertifikats einen jährlichen Komplettservice (oder einen Sensoraustausch).