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Kontrolle der Transportbedingungen bei Ringvergleichen mithilfe eines Datenloggers

09.02.2016

Für das Gelingen internationaler Ringvergleiche ist es von essentieller Bedeutung, dass die verschickten Messartefakte während des Vergleichs sich bzw. ihre Eigenschaften nicht verändern. Mit einem einfachen Datenlogger, der das Artefakt begleitet, können extreme Bedingungen während der Transporte identifiziert werden. Aus den Daten, die im Rahmen des BIPM-Ringvergleichs CCAUV.U-K3.1 mit solch einem Datenlogger gewonnen wurden, konnten klare Empfehlungen über die Benutzung unterschiedlicher Transportmittel (Flugzeug, Bahn,…) und –arten (Kurierdienst, persönliche Begleitung,…) abgeleitet werden. 

Ringvergleiche sind eine wichtige Methode, um die Kalibrier- und Messmöglichkeiten von Nationalen Metrologieinstituten (NMI) unabhängig zu validieren - im „Mutual Recognition Arrangement (MRA)“  des BIPM ist z.B. festgehalten, dass die am MRA teilnehmenden NMIs die Gleichwertigkeit der Ergebnisse anderer NMIs anerkennen, sofern diese durch entsprechende Ringvergleiche validiert wurden. In der Praxis wird dazu in der Regel ein transportabler Referenzstandard (ein Messartefakt) mit stabilen und bekannten Eigenschaften zwischen den am Ringvergleich teilnehmenden NMIs verschickt und dort jeweils gemessen. Für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse ist es natürlich von höchster Bedeutung, dass die Eigenschaften des Messartefaktes sich während des Vergleichs nicht verändert haben. Während davon ausgegangen werden kann, dass das Messartefakt in den teilnehmenden NMIs sachgerecht und vorsichtig behandelt wird, ist der Transport zwischen den teilnehmenden NMIs ein kritischer Prozess.

Im Rahmen des BIPM-Ringvergleichs CCAUV.U-K3.1 wurden nun die Transporte des Messartefaktes mit einem Datenlogger überwacht, der kontinuierlich Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Beschleunigung aufzeichnet. In Abb. 1 sind die entsprechenden Werte dargestellt, die während eines Transportes per Kurier vom INMETRO (Brasilien) zur PTB aufgezeichnet wurden. Man erkennt deutlich die Tag-/Nachtschwankungen der Temperatur durch Lagerung in nicht-temperierten Räumen in Brasilien, die Flugphasen mit deutlichen Einbrüchen des Luftdrucks, die Lagerung in Deutschland entweder in temperierten Räumen oder draußen sowie die Zeitpunkte, an denen das Paket bewegt wurde.

Bild 1: Mit dem Datenlogger aufgezeichnete Werte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit (oben) und Luftdruck und Beschleunigung (unten) während des Transportes per Kurier vom INMETRO (Brasilien) zur PTB.

 

Zum Vergleich sind in Abb. 2 die Daten dargestellt, die während eines Transportes vom NMIJ (Japan) zur PTB aufgezeichnet wurden. Da hier das Paket während des Fluges in der Passagierkabine befördert wurde, ist während des Fluges kein deutliches Absinken der Temperatur erkennbar (im Gegensatz zum Transport im Laderaum in Abb. 1) – das Absinken des Luftdrucks in der Passagierkabine in Abb. 2 ist allerdings sehr ähnlich wie beim Transport im Laderaum in Abb. 1.

Bild 2: Mit dem Datenlogger aufgezeichnete Werte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit (oben) und Luftdruck und Beschleunigung (unten) während des Handtransportes vom NMIJ (Japan) zur PTB.

 

Aus den hier gezeigten Daten und den Daten weiterer Transporte können folgende Schlussfolgerungen und Empfehlungen für zukünftige Ringvergleiche abgeleitet werden:- Der Einsatz eines Datenloggers zur Überwachung der Transportbedingungen während eines Ringvergleichs kann uneingeschränkt empfohlen werden. Das in dieser Arbeit benutzte einfache und preisgünstige Modell ist dabei vermutlich ausreichend für die meisten Fälle.- Insbesondere für temperaturempfindliche Messartefakte wird ein Transport ausschließlich mit persönlicher Begleitung und als Kabinengepäck während eventueller Flüge empfohlen.- Für druckempfindliche Geräte ist eine möglichst luftdichte Verpackung unabdingbar unabhängig von der Art des Transportes. - In jedem Fall ist eine sorgfältige Verpackung zum Schutz gegen mechanische Stöße empfehlenswert – wie gut die gewählte Verpackung Stöße absorbiert kann ebenfalls mithilfe des Datenloggers überprüft werden durch Vergleich der gemessenen Beschleunigung bei gleicher Testbehandlung einmal mit und einmal ohne Verpackung.

 

Literatur:

[1] Haller J, Koch C, Monitoring transport conditions of key comparison travelling standards using a data logger. Experiences from CCAUV.U-K3.1, Metrologia 52(6), 764-774 (2015).

Ansprechpartner:

Christian Koch, FB 1. 6, E-Mail:Opens window for sending email christian.koch(at)ptb.de

Julian Haller, FB 1.6, E-Mail: Opens window for sending emailjulian.haller(at)ptb.de