Teil 3 dieser Blog Post Reihe beschäftigt sich mit einem weiteren, wichtigen Bestandteil der Messphilosophie, die Kaye bereits zu Beginn als Systemlieferant für Messsysteme zur Validierung thermischer Prozesse etabliert hat. Schon 1972, mit der Einführung des ersten Kaye Validators Digistrip I, war klar, dass ein Messwertschreiber oder Datenlogger (Blog Post Teil 1) zur Datenaufnahme und die in Blog Post Teil 2 beschriebenen Kalibrieröfen und -bäder nur ein Teil der Reise hin zu einem automatisierten Validierungssystem sind.
Denn ein zur Validierung eingesetzter Sensor, egal ob Thermoelement oder Pt-100, muss zwingend vor der eigentlichen Datenaufnahme kalibriert und justiert werden. In den 1960er und 70er Jahren war die Kalibrierung und Justage von Temperatursensoren eine relativ zeitaufwändige, manuelle und daher fehlerbehaftete Aufgabe. Und es war offensichtlich: Ein vollständiges Validierungssystem benötigt ein rückführbares Temperaturnormal, um eine normengerechte Kalibrierung zu ermöglichen.
Im Kontext der Reduzierung benutzerabhängiger Fehler wurde eine Maximierung des Automatisierungsgrades des bis dahin weitgehend manuellen Kalibrierprozesses angestrebt. Des Weiteren lag ein zusätzlicher Entwicklungsfokus des Kaye Innovationsteams auf einer signifikanten Verbesserung des zeitlichen Verlaufs der Kalibrierung, einschließlich mehrerer Kalibrier- und Justagepunkte.
Damit waren die nächsten Entwicklungsstufen in der Evolution der Kaye Validierungssysteme bereits Ende der 1970er Jahre festgelegt:
1. Es wurde die Notwendigkeit eines hochgenauen, robusten und rückführbaren Temperaturnormals erkannt, das auch den hohen Anforderungen mobiler Anwendungen standhält.
2. Es wurde angestrebt, einen weitestgehend automatisierten und vom Benutzer unabhängigen Kalibrierprozess bereitzustellen, um potenzielle anwenderbezogene Fehlerquellen zu eliminieren.
Hier ein kurzer Ausflug zum Thema Rückführbarkeit. Auch wenn dieses Thema das Potenzial für einen eigenständigen Blog Post hat, möchten wir diesen Begriff trotzdem im Zusammenhang mit der Kaye IRTD kurz beleuchten.
Kurze Erläuterung zur Rückführbarkeit
Die Rückführbarkeit von Temperaturnormalen ist essenziell in der Metrologie, um die Genauigkeit von Temperaturmessungen zu sichern. Dabei wird durch eine ununterbrochene Vergleichskette sichergestellt, dass die gemessenen Temperaturdaten bis zu einem international anerkannten Standard, wie etwa dem National Institute of Standards and Technology (NIST) oder der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), rückführbar sind. Temperaturnormale müssen daher Kalibrierprozesse durchlaufen, die ihre Messgenauigkeit gegen diese Standards überprüfen und dies in entsprechenden Kalibrierzertifikaten dokumentieren. Diese Rückführbarkeitskette ist ausführlich in der entsprechenden Fachliteratur beschrieben und für die Einhaltung von Qualitätsstandards in Industrie und Wissenschaft von entscheidender Bedeutung.
Und nun zurück zum eigentlichen Thema: Wie realisiert man eine Automatisierung im Kalibrierprozess?
Da die zu diesem Zeitpunkt verfügbaren rückführbaren Temperaturnormale in der Regel ein analoges Ausgangssignal von 0-10V oder 4-20mA bereitstellten und daher eine separate, oft teure Auswerteelektronik erforderlich war, entwickelte das Kaye-Entwicklungsteam in Zusammenarbeit mit externen Spezialisten die Kaye IRTD 400. Das Ergebnis ist ein hochgenaues, rückführbares Temperaturnormal, das auf einem Widerstandsthermometer basiert und die gemessenen Temperaturen (respektive Widerstände) direkt in ein digitales Ausgangssignal umwandelt. Diese Innovation wird bereits im Produktnamen widergespiegelt, wobei das "I" für "Intelligent" (manche würden auch sagen „Innovation“), und "RTD" für "Widerstandsthermometer" steht.
Diese bahnbrechende Entwicklung von vor über 40 Jahren zeigt sich darin, dass seit der Markteinführung der Kaye IRTD 400 nur minimale Änderungen an den verwendeten Komponenten und am ursprünglichen Design vorgenommen wurden. Es zeigt sich, dass bereits gründlich konzipierte und durchdachte Designs häufig nur feine Anpassungen erfordern, um im Laufe der Zeit relevant und effektiv zu bleiben
Die Generierung eines digitalen Ausgangssignals ermöglichte eine nahtlose Integration sowohl mit den Messwerterfassungssystemen von Kaye als auch mit den Datenlogger-Systemen. Zudem war es kompatibel mit den digitalen Ausgangssignalen der Kalibrieröfen und -bäder von Kaye. Mit dieser Entwicklung wurde die zweite Herausforderung erfolgreich gemeistert: Es konnte ein vollständig automatisierter Kalibrier- und Justageprozess realisiert werden.
Welches sind die grundlegenden, innovativen Eigenschaften der Kaye IRTD 400?
Die Kaye IRTD 400 ist ein innovativer, rückführbarer Temperaturstandard. Ihre hohe Präzision und der breite Temperaturbereich von -196 bis 420 °C machen sie zum optimalen Messwerkzeug für die Kalibrierung von Sensoren in pharmazeutischen und biotechnologischen Anwendungen. Eine der wegweisenden Funktionen der IRTD 400 ist ihre Fähigkeit, in Kombination mit den Kaye Datenloggern oder Messdatenschreibern und dem umfangreichen Angebot an Kaye Kalibrierbädern und -öfen, eine weitestgehend automatisierte Sensorkalibrierung zu ermöglichen. Das standardmäßig verfügbare Add-On, die IRTD WinSoftware, oder das externe IRTD-Display ermöglichen eine intuitive Bedienung und eine effiziente Echtzeit-Kommunikation mit bis zu zwei IRTDs. Das Kaye IRTD-Display, eine ausgeklügelte Touchscreen-Einheit, ermöglicht eine übersichtliche Darstellung und genaue Analyse der Temperaturdaten verschiedener IRTDs. Beide Einheiten unterstützen gängige Anschlusskabel, wodurch die Genauigkeit und Effizienz der Kalibrierung in industriellen und wissenschaftlichen Kontexten weiter erhöht wird.
Die Realisierung des ersten vollständigen, weitgehend automatisierten Validierungssystems markiert einen bedeutenden Meilenstein in der Geschichte der industriellen Messtechnik. Dieses System, bestehend aus Kaye-Datenloggern oder Messdatenschreibern, der universell einsetzbaren Serie von Kaye Kalibrierbädern und -öfen sowie dem rückführbaren Temperaturnormal von Kaye, stellt einen beeindruckenden Fortschritt in der Validierung thermischer Prozesse im Einklang mit GxP-Regularien dar. Seit seiner Einführung auf dem Markt genießt dieses System breite Anerkennung und hat einen signifikanten Paradigmenwechsel in den Arbeitsprozessen seiner Anwender bewirkt.
Zudem bietet das weltweite Netzwerk der nach ISO 17025 akkreditierten Kaye Kalibrierlabore die Sicherheit einer lückenlosen Rückführbarkeit auf nationale Standards.
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