Die präzise Erfassung des Absolutdrucks ist in vielen industriellen Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von Absolutdrucksensoren über ihre gesamte Lebensdauer zu gewährleisten, ist eine regelmäßige und rückführbare Kalibrierung unerlässlich. In diesem Beitrag erläutert DDM Sensors die Grundlagen, den Ablauf und die wichtigsten Aspekte der professionellen Kalibrierung von Absolutdrucksensoren.
Grundlagen der Absolutdruck-Kalibrierung
Der Absolutdruck ist definiert als der Druck relativ zum perfekten Vakuum, dem absoluten Nullpunkt des Drucks. Eine regelmäßige Kalibrierung von Absolutdrucksensoren ist notwendig, um Messabweichungen, die durch Alterung oder Einsatzbedingungen entstehen, zu erkennen und zu korrigieren. Dies sichert nicht nur die Prozesssicherheit, indem fehlerhafte Steuerungen vermieden werden, sondern hat auch direkten Einfluss auf die Produktqualität, da präzise Messwerte konsistente und spezifikationsgerechte Ergebnisse ermöglichen.
Benötigte Ausrüstung für die Kalibrierung
- Prüfling: Zentral ist der zu prüfende Absolutdrucksensor (Prüfling), für den gegebenenfalls die passenden Anschlusskabel sowie eine Dekontaminationserklärung bereitgestellt werden müssen.
- Referenznormal: Ein hochpräzises Referenznormal (z.B. eine Druckwaage oder ein Kalibriernormal), dessen Genauigkeit deutlich höher ist als die des Prüflings.
- Druckerzeugung: Zur Druckerzeugung dient eine stabile Einheit wie eine Handpumpe oder ein programmierbarer Druckcontroller.
- Datenerfassung: Die Messwerte werden über Systeme wie Multimeter oder Datenerfasser aufgezeichnet.
- Umgebungsmesstechnik: Zudem ist eine spezialisierte Umgebungsmesstechnik zur Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit notwendig.
- DDM Spezialservice: Kalibrierung bei unterschiedlichsten Temperaturen von -40 bis 150°C
- Prüfstrecke: Ein Sortiment an Verbindungselementen und Dichtungen für den Aufbau einer dichten Prüfstrecke ist ebenfalls unerlässlich.
Der Kalibrierungsprozess von Absolutdrucksensoren bei DDM Sensors
Schritt 1: Vorbereitung des Messaufbaus
- Die Vorbereitung beginnt damit, dass der Sensor sicher vom Prozess getrennt und vollständig drucklos gemacht wird.
- Anschließend führen wir eine visuelle Eingangsprüfung durch, um den Prüfling auf äußere Beschädigungen zu kontrollieren.
- Ein entscheidender Schritt ist die ausreichende Temperaturanpassung des Sensors an die stabilen Bedingungen im Labor (Akklimatisierung), um thermische Einflüsse auf das Messergebnis zu minimieren.
- Abschließend wird der Sensor sorgfältig und leckagefrei in die Prüfstrecke integriert, um einen dichten und stabilen Messaufbau zu gewährleisten.
Schritt 2: Durchführung der Messreihen
- Nach dem Einbau in den Kalibrator wird der Sensor zunächst einer Vorbelastung unterzogen, um mechanische Setzeffekte zu stabilisieren.
- Anschließend fahren wir definierte Kalibrierpunkte über den Messbereich an, beispielsweise bei 0 %, 25 %, 50 %, 75 % und 100 %. An jedem Punkt werden die Messwerte des Referenznormals und des Prüflings präzise aufgezeichnet.
- Um die Hysterese des Sensors zu beurteilen, erfolgt die Durchführung der Messung sowohl als ansteigende als auch als abfallende Reihe, wobei wir an jedem Messpunkt die notwendigen Stabilisierungszeiten strikt einhalten.
- Auf Wunsch führen wir diese Druckkalibrierung bei spezifischen Temperaturen in einem Bereich von -40 °C bis +150 °C durch.
Schritt 3: Auswertung und Justierung
- Im Anschluss an die Messreihen berechnen wir die Abweichung zwischen den Anzeigewerten des Prüflings und den wahren Werten des Referenznormals für jeden Kalibrierpunkt.
- Diese Abweichungen vergleichen wir mit den Herstellerspezifikationen oder den in Normen festgelegten Toleranzen, um die Konformität zu beurteilen und Aussagen über Linearität und Hysterese zu treffen.
- Sollten die Abweichungen außerhalb der zulässigen Grenzen liegen, führen wir bei justierbaren Sensoren eine Justierung von Nullpunkt (Zero) und Spanne (Span) durch.
- Um den Erfolg der Justierung zu validieren, wird die Messung anschließend wiederholt und als “As-left”-Kalibrierung im finalen Kalibrierzertifikat dokumentiert.
Wichtige Einflussfaktoren und bewährte Praktiken
Eine qualitativ hochwertige Kalibrierung hängt von der sorgfältigen Kontrolle mehrerer Einflussfaktoren ab.
- Stabile Umgebungsbedingungen bezüglich Temperatur, Luftdruck und Feuchtigkeit im Labor sind fundamental, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen.
- Die Genauigkeit des verwendeten Referenznormals ist ebenfalls kritisch, hierbei ist ein ausreichendes Genauigkeitsverhältnis (TUR/TAR) zwischen Normal und Prüfling sicherzustellen.
- Weitere wichtige Faktoren sind die Stabilität der Druckerzeugung, die korrekte und verspannungsfreie Montage des Prüflings sowie die lückenlose Dokumentation der “As-found”- (Zustand bei Anlieferung) und “As-left”-Daten (Zustand nach Justierung), um die Historie des Messmittels nachzuvollziehen.
Kalibrierzertifikate und Normenkonformität
Ein Kalibrierzertifikat ist das offizielle Dokument, das die Ergebnisse und Rahmenbedingungen einer Kalibrierung festhält und die messtechnische Rückführbarkeit auf nationale Normale belegt. Es wird unterschieden zwischen einer Werkskalibrierung, die die Konformität nach internen, oft an ISO 9001 angelehnten Qualitätsstandards bescheinigt, und einer akkreditierten Kalibrierung (z.B. nach DAkkS / ISO 17025), die unter strengeren Auflagen einer nationalen Akkreditierungsstelle erfolgt. Solche Zertifikate sind insbesondere für Audits im Rahmen von Qualitätsmanagementsystemen wie der ISO 9001 von großer Bedeutung, da sie den Nachweis über ein geprüftes und konformes Messmittel liefern.
Professionelle Kalibrierung von DDM Sensors
DDM Sensors bietet die professionelle Kalibrierung sowohl von Gebrauchssensoren als auch von Referenznormalen an. Unser Service umfasst Werkskalibrierungen nach ISO 9001 sowie, in Zusammenarbeit mit unseren Partnern, akkreditierte DAkkS-Kalibrierungen nach ISO 17025. Durch den Einsatz von High-End-Equipment stellen wir minimale Messunsicherheiten sicher und gewährleisten höchste Präzision.
Jetzt zur Kalibrierung von Absolutdrucksensoren beraten lassen
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Häufig gestellte Fragen zur Kalibrierung von Absolutdrucksensoren
Wie oft müssen Absolutdrucksensoren kalibriert werden?
Absolutdrucksensoren haben kein festes Standardintervall, wie oft kalibriert werden muss, ist hängt von mehreren Faktoren ab:
- Kritikalität der Messung: je größer der Einfluss auf Sicherheit, Produktqualität oder Regularien, desto häufiger.
- Geforderte Genauigkeit: kleine Toleranzen verlangen kürzere Intervalle.
- Einsatzbedingungen: Temperaturwechsel, Druckpulsationen, Überdruck, Vibration und korrosive Medien beschleunigen die Drift.
- Sensorstabilität: die Langzeitdrift-Spezifikation des Herstellers ist der zentrale Anhaltspunkt.
- Branchenvorgaben: Anforderungen aus ISO 9001 oder branchenspezifischen Regularien.
Als Orientierung dient meist ein Startintervall von 12 Monaten, das anhand der Kalibrierhistorie (As-found-Werte) verlängert oder verkürzt wird. Zusätzlich sollte anlassbezogen nachkalibriert werden, z.B. nach Überdruck, Sturz oder Reparatur.
Was bedeutet As-found/As-left?
As-found und As-left bezeichnen den Zustand eines Sensors vor und nach der Kalibrierung:
- As-found: die Messwerte vor der Kalibrierung, also bevor irgendetwas verändert wird. Sie zeigen, wie weit der Sensor seit der letzten Kalibrierung gedriftet ist, und sind die Grundlage, um das Kalibrierintervall zu beurteilen.
- As-left: die Messwerte nach Abschluss der Kalibrierung. Wurde der Sensor justiert, dokumentieren sie den korrigierten Zustand, war keine Justierung nötig, entsprechen sie den As-found-Werten.