Wie Verschmutzungen in der Messeinrichtung Messungen verfälschen

Einleitung

In industriellen Druckluftsystemen nach ISO 8573-1 sind präzise Messungen von Partikeln, Wasser und Öl entscheidend für Qualität und Prozesssicherheit. Ein oft vernachlässigter, aber kritischer Einflussfaktor ist die Verschmutzung der Messeinrichtung. Dieser Artikel erklärt, warum Ablagerungen und Kontaminationen nicht nur absolute Messwerte verfälschen, sondern auch die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinträchtigen. Gleichzeitig werden praxisnahe Empfehlungen zur Wartung und Planung für Ingenieure und Messtechniker gegeben.

Verschmutzungen: Definition und Ursachen

Unter Verschmutzungen versteht man Ablagerungen oder Rückstände in Messgeräten, Leitungen oder Probenahmesystemen. Ursachen sind unter anderem:

• Partikel oder Öltröpfchen, die sich in Messkammern ablagern
• Kondensat oder Feuchte, die in Form von Wasser- oder Ölschichten Sensoren beeinträchtigen
• chemische Rückstände aus vorherigen Messungen oder Reinigungsprozessen

Je nach Aufbau des Sensors (optisch, elektrochemisch, kapazitiv) können diese Verschmutzungen das Signalverhalten dauerhaft oder temporär verändern.

Physikalische Grundlagen: Wie Verschmutzungen wirken

Die grundlegenden Auswirkungen von Verschmutzungen lassen sich physikalisch erklären:

• Optische Sensoren (Partikelzähler): Ablagerungen auf Linsen oder Spiegeln streuen oder absorbieren Licht. Dies führt zu einer falschen Partikelkonzentration, da das Sensorsignal nicht mehr korrekt den tatsächlichen Partikelgehalt repräsentiert.
• Taupunkt- und Feuchtesensoren: Feuchte- oder Ölfilme können den elektrischen Widerstand oder die Kapazität verfälschen. Dadurch werden zu hohe oder zu niedrige Feuchtewerte angezeigt.
• Öl-Aerosolsensoren: Ablagerungen im Sensorgehäuse können die Probenahmeeffizienz verringern. In gravimetrischen Verfahren (ISO 8573-2) führen verunreinigte Filter oder Vorabscheider zu systematischen Messfehlern.

Auswirkungen auf die Messergebnisse

Die Folgen von Verschmutzungen in der Messeinrichtung sind gravierend:

• Falsche Absolutwerte: Messwerte werden systematisch zu hoch oder zu niedrig angezeigt.
• Schlechtere Reproduzierbarkeit: Wiederholte Messungen am gleichen Messpunkt liefern abweichende Ergebnisse.
• Zeitverzögerungen: Besonders bei hygroskopischen Ablagerungen (z. B. Kondensat) kann es zu verzögerten Ansprechzeiten der Sensoren kommen.
• Verstöße gegen ISO 8573: Normkonforme Messungen erfordern eine saubere Probenahme und Sensorik. Verschmutzte Messeinrichtungen führen somit zu normwidrigen Ergebnissen.

Normen und Anforderungen: ISO 8573 und Kalibrierung

Die ISO 8573-Normenreihe legt fest, dass Messgeräte regelmäßig gereinigt und kalibriert werden müssen, um deren Genauigkeit zu gewährleisten. Insbesondere in der Partikelmessung (ISO 8573-4) ist die optische Sauberkeit der Messeinrichtung entscheidend. Kalibrierungen müssen in sauberen Umgebungen stattfinden und sind auf verschmutzte Messeinrichtungen nicht übertragbar.

Praxis: Maßnahmen zur Vermeidung von Messfehlern

Für Ingenieure und Qualitätsspezialisten sind folgende Maßnahmen essenziell:

• Regelmäßige Reinigung: Sensoren und Probenahmeeinrichtungen sollten in festgelegten Intervallen (z. B. monatlich, vierteljährlich) gereinigt werden.
• Verwendung von Spülgasen: Viele optische Sensoren können mit trockener Druckluft oder Stickstoff gereinigt werden, um Partikelrückstände zu entfernen.
• Kontrollierte Probenahme: Probenahmeschläuche und -leitungen sollten aus glatten, nicht absorbierenden Materialien bestehen. Poröse oder verschmutzte Schläuche führen zu Feuchte- und Partikelmigration.
• Schulung von Personal: Nur qualifiziertes Personal sollte Wartung und Reinigung von Messsystemen durchführen, um Beschädigungen oder Kreuzkontaminationen zu vermeiden.

Installation: Einfluss der Verschmutzungsneigung

Bereits bei der Planung der Druckluftinstallation kann die Verschmutzungsanfälligkeit reduziert werden:

• Kurze Probenahmewege: Lange Leitungen erhöhen die Gefahr von Ablagerungen.
• Trockene und saubere Umgebungen: Feuchte oder ölbelastete Umgebungen führen schneller zu Verschmutzungen.
• Einsatz von Filtern: Direkt vor der Messeinrichtung platzierte Filter reduzieren die Belastung durch Feststoffe und Aerosole.

Fazit

Verschmutzungen in der Messeinrichtung stellen einen erheblichen Risikofaktor für die Messgenauigkeit und die Einhaltung von Normen wie ISO 8573 dar. Eine sorgfältige Wartung, Reinigung und ein gut durchdachtes Anlagenlayout helfen, präzise und zuverlässige Messergebnisse zu erzielen. Für alle, die mit Druckluftmessungen betraut sind, ist das Bewusstsein für diese Problematik und deren physikalische Hintergründe entscheidend.