Halihazırda kullanılmakta olan sistemlerin ve sensörlerin kalibrasyonu ve tespit edilen sapmaların tamamen ortadan kaldırılması, bir kalifikasyonun temel bileşenlerini oluşturur. Bunlar, GxP bağlamında kritik bir sürecin müteakip validasyonu için gereklidir.
Bildiğimiz gibi, bir termal prosesin standartlara uygun validasyonunun adımları dört temel adıma ayrılabilir:
- Adım 1: Kullanılan sıcaklık sensörlerinin kalibrasyonu ve ayarlanması
- Adım 2: Sensörlerin doğrulanacak üniteye yerleştirilmesi ve veri toplama
- Adım 3: Sıcaklık sensörlerinin çıkarılması ve sensör tipine bağlı olarak,
kalibrasyon ve ayarın bir kalibrasyon sonrası ile kontrol edilmesi - Adım 4: Toplanan ölçüm verilerinin analizi ve standartlara uygun
tüm kalibrasyon ve ölçüm protokollerinin hazırlanması ve dokümantasyonu
Bu blog serisinin 1. Bölümünde Kaye'nin tarihçesini ve termal doğrulama alanında pazar lideri haline gelişini inceledik. Bölüm 2, Adım 1'e daha kapsamlı bir şekilde odaklanmaktadır: kullanılan sıcaklık sensörlerinin kalibrasyonu ve ayarlanması. Bunun için, sıcaklık kalibrasyonu için ısı kaynağı çok önemli bir bileşendir.
Bilimsel literatür sıcaklık sensörlerinin kalibrasyonu, spesifikasyonlar, izin verilen sapmalar ve olası hata kaynakları hakkında kapsamlı bir şekilde konuşuyor olsa da, bu blog yazısında bazı temel noktalar etrafında farkındalık yaratmak istiyoruz. Bunun, kişinin kendi bilgisini daha derinlemesine anlamasını teşvik edeceğini umuyoruz.
Hangi potansiyel ısı kaynakları (sıcaklık kalibratörleri) mevcut?
Mevcut ısı kaynakları (sıcaklık kalibratörleri) göz önüne alındığında, validasyon uygulamasında iki farklı tip kendini kabul ettirmiştir:
- Blok kalibratörler (Kalibrasyon fırınları)
- Kalibrasyon banyoları (Sıvı kalibrasyon banyoları)
Her iki sistem de kullanılır. Ancak, sonraki kalibrasyonun da istenen sonuçları vermesini sağlamak için tasarımla ilgili özelliklerin farkında olunmalıdır. Bu blog yazısı boyunca, bazı temel farklılıkları ve dikkat edilmesi gereken potansiyel hataları tartışacağız.
Kaye Blok Kalibratörleri
İlk Kaye Validator Digistrip I'in piyasaya sürülmesiyle neredeyse eş zamanlı olarak, Kaye sadece hızlı, termoelement tabanlı veri toplama ile ilgilenmiyordu. Şirket aynı zamanda mükemmel bir kalibrasyon için gerekli ekipmanı da sağladı: kalibrasyon üniteleri.
Kaye HTR-300, termokuplların kalibrasyonu için özel olarak tasarlanmış ilk kalibrasyon ünitesiydi. Ölçüm hatalarının en aza indirilmesini sağlamak için uygun yapısal önlemler, yani özel kullanım manşonları kullanıldı. Bu kılıflar kalibre edilecek termokuplların çapına uymakta ve böylece sensör ile ısı kaynağı arasındaki sıcaklık geçişinden kaynaklanan potansiyel ölçüm hatalarını azaltmaktadır. Özellikle blok kalibratörlerdeki sensörlerin kalibrasyonu sırasında ortaya çıkabilecek diğer olası hata kaynakları daha sonra ele alınacaktır.
Açıkçası, Kaye HTR-300 bir kalibrasyon banyosu ile blok kalibratör arasında bir melezdi. Yüksek sıcaklık kararlılığı, kalibrasyon gövdesinin çift duvarında kalibrasyon yağı kullanılmasına dayanıyordu. Bu ona, kalibre edilecek sensörlerin kalibrasyon banyosu ortamıyla temas etmemesi ve silikon yağıyla ıslatılmaması avantajını sağladı.
Sıvı banyoların nispeten yüksek ağırlığı ve her zaman yavaş olan ısıtma ve soğutma hızları bu noktada kesinlikle dezavantajlıydı. Bu nedenle, ayarlama için birkaç ölçüm noktasını kalibre ederken daha fazla zaman planlanması gerekiyordu.
Kaye'nin daha iyi ve daha optimum çözümler sunma felsefesine sadık kalarak, 1960'lardan beri mevcut olan blok kalibratörlerin daha da geliştirilmesi, bu cihazların termokupl kalibrasyon ihtiyaçları için optimize edilmesine özellikle odaklanılarak ilerletildi.
Kaye HTR ve LTR ürün ailesi son 20 yılda önemli gelişmeler kaydetmiştir. Kaye HTR-400 ve Kaye LTR-140 blok kalibratörü, bu serinin ilk taşınabilir kalibrasyon üniteleriydi ve kısa sürede endüstri standardı haline geldi.
Özellikle -25°C'nin altındaki uygulamalar için sıcaklık aralığını genişletmek amacıyla Kaye LTR-40 ve neredeyse eş zamanlı olarak Kaye LTR-90 ürün serisine eklendi. Bu üniteler sıcaklıkların -90°C'ye kadar düşürülmesini sağladı. Sadece birkaç yıl sonra, Kaye HTR-420 sıcaklık aralığını +420°C'ye kadar genişletti. Kaye LTR-150 ile -30°C ila +150°C aralığı kapsanabilmektedir. Ayrıca LTR-150, sıvı banyosu kalibratörüne dönüştürülme veya yüzey sıcaklığı kalibrasyonu için yapılandırılma gibi ek seçenekler de sunmaktadır.
Sıcaklık aralığı genişletildikten sonra, bir sonraki odak noktası aynı anda kalibre edilebilecek sensör sayısını artırmak oldu. LTR-140 kalibrasyon çalışması başına maksimum 18 sensörle sınırlıyken, HTR-400 tasarımla ilgili kısıtlamalar nedeniyle yalnızca maksimum 24 sensörü kalibre edebiliyordu.
Teknolojinin mevcut durumu, toplam 48 termokuplun paralel ve eşzamanlı kalibrasyonuna izin vermektedir. Bu hem Kaye LTR-150 hem de Kaye HTR 420 blok kalibratörü ile mümkündür. LTR-90 ile aynı anda kalibre edilebilen termokupl sayısı başlangıçta 12'den 16'ya ve daha sonra 25'e çıkarılmıştır. Bu, yalnızca Kaye'den temin edilebilen özel ekler sayesinde başarılmıştır. Burada önemli bir ön koşul, kalibrasyon bloğundaki sıcaklık dağılımının ve tüm kalibrasyon ünitesinin stabilitesinin bu özel Kaye eklerinden olumsuz etkilenmemesidir. Bu, kullanıcıdan bağımsız olarak, kalibre edilecek sensör ile blok kalibratör arasında optimum bir sıcaklık geçişinin garanti edilebilmesini sağlar.
Tüm ürün yelpazesi daha da optimize edilmiş ve çeşitli pratik ek seçeneklerle desteklenmiştir. Kullanım esnekliğini artırmak için özel, değiştirilebilir termokupl uçlar ve yalnızca Kaye'den temin edilebilen bir termokupl tutucu ürün yelpazesini tamamlamaktadır. Kaye'nin ilk sistem tedarikçisi olarak, uygun yazılım modülleri aracılığıyla termokuplların otomatik kalibrasyonunu ve ayarlanmasını sağlaması özellikle dikkat çekicidir. Kaye IRTD-400, gerçek veri kaydedici ile bağlı kalibrasyon ünitesi arasında izlenebilir bir sıcaklık standardı olarak kullanılır.
Listelenen tüm blok kalibratörler elbette doğrudan Validator AVS'ye bağlanabilir. Bir önceki model olan Kaye Validator 2000'in yanı sıra Kaye ValProbe RT ve Kaye ValProbe veri kaydedici sistemleri ile geriye dönük olarak uyumludurlar. Böylece, sensör elemanlarının otomatik kalibrasyonunun ve ayarının gerçekleştirilmesini sağlarlar.
Kaye Kalibrasyon Banyoları
Kaye, ürün yelpazesini gerçek zamanlı veri aktarımı olan ve olmayan pille çalışan veri kaydedicilerle genişlettikten sonra, sensörlerin otomatik kalibrasyonu ve ayarlanması ilkesini sürdürmeye devam etti. Bu prensip, sensörlerin ilgili kalibrasyon ünitesine, izlenebilir bir sıcaklık standardına ve ilgili değerlendirme ünitesine bağlanmasını içerir. İlk Kaye veri kaydedicilerinin piyasaya sürüldüğü 2000'li yılların başında, ürün yelpazesine uygun kalibrasyon banyoları da eklenmiştir.
Esnek veya bükülebilir sıcaklık sensörleri için bir blok kalibratörde (Kuru Kuyu Fırını) kalibrasyon mümkündür. Bununla birlikte, form faktörüne ve sensör uzunluğuna bağlı olarak hassas ve hataları en aza indirilmiş bir kalibrasyon yalnızca bir sıvı banyosunda gerçekleştirilebilir. Özellikle pille çalışan veri kaydedicilerde, sensör ve değerlendirme elektroniği aynı sıcaklıkta kalibre edildiğinde elde edilebilecek en yüksek ölçüm belirsizliği seviyesi elde edilir. Bu, hem sensörün hem de veri kaydedicinin kalibrasyon banyosunda birlikte kalibre edildiği anlamına gelir. Bu, değerlendirme elektroniğinin sıcaklık katsayısından kaynaklanan hataları en aza indirmeye yarar.
Kaye Kalibrasyon banyoları CTR-25, CTR-40 ve CTR-80, -80°C ila +140°C arasındaki bir sıcaklık aralığını kapsar. Kaye LN2 Karşılaştırıcı, sıvı nitrojen (-196°C) altında kalibrasyon için kullanılır.
Kaye Kuru Blok Kalibratörleri ve Kalibrasyon Banyoları ile sıcaklık kapsamı
Kaye Blok Kalibratörü ile Kaye Sıvı Kalibrasyon Banyosu arasındaki temel farklar nelerdir?
Taşınabilirlik, temizleme çabası ve sıcaklık değişim hızı, aynı anda kalibre edilecek sensörlerin kapasitesi ve maksimum sayısı ve olası sıcaklık aralığı gibi bariz farklılıklara ek olarak, doğru kalibrasyon ünitesini seçerken aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurulmalıdır:
- Eksenel ve radyal sıcaklık homojenliği (sıcaklık dağılımı)
- Yükleme / ısı çıkışı / ısı transferi sırasındaki hatalar
- Sıcaklık kararlılığı
- Stabilizasyon süresi
- Histerezis
- Ortam sıcaklığının etkisi
Sıvı banyolarında, kalibrasyon ortamının kimyasal özellikleri de bir rol oynar. Buna sıcaklık aralığı, yaşlanma, gaz çıkışı ve higroskopik özellikler dahildir
Ayrıca, kalibrasyon banyolarında, kalibre edilecek sensörün banyo sıvısı tarafından olası kirlenmesi ve daha sonra temizlenmesi de dikkate alınmalıdır
Elbette, bahsedilen tüm bu hata kaynakları, Kaye blok kalibratörlerinin ve kalibrasyon banyolarının tasarımında ve geliştirilmesinde "Tasarımla Kalite" ilkesine göre zaten dikkate alınmıştır. Çoğu zaman, cihazların hassasiyetine ve doğruluğuna rağmen, kullanıcı geriye kalan en büyük hata kaynaklarından biri olabilir. Yine de, tam da bu tür durumlar için Kaye, küresel bir uzman ağı sağlar. Bu uzmanlar, ekipmanın mümkün olan en iyi şekilde çalıştırılmasını ve kullanıcı kaynaklı olası hataların önlenmesini sağlamak için pratik kullanıcı eğitimi oturumları düzenleyebilir.
Kaye'deki blok kalibratörlerin ve kalibrasyon banyolarının teknik ilerlemelerle bağlantılı olarak geliştirilmesinin bu temsili, şirketin sürekli yenilikçiliğinin kanıtıdır. GxP ortamında termal proses doğrulama alanında pratik ve optimum çözümler sunma konusundaki kararlılığı göstermektedir. Çığır açan teknolojileri ve çözüme dayalı yaklaşımlarıyla Kaye, pazarda lider bir konuma sahip ve sürdürülebilir inovasyon gücünü simgeliyor.
Copyright: Amphenol Corporation