Alterung von Thermometern

Gezieltes Altern stabilisiert Thermometer

Alle Temperaturfühler, die der Kalibrierdienst Klasmeier kalibriert, werden nach einem angepassten Alterungszyklus in einem speziell konstruierten Alterungsofen vollständig ausgealtert. Bei der Verwendung von Platin-Widerstandsthermometern im Laboreinsatz kommt es mit der Zeit zu einer Veränderung der Messwiderstände. Dieser Vorgang wird „Thermometer-Drift“ genannt. Durch kontrolliertes thermisches Behandeln der Thermometer (Altern) kann dieser Vorgang oftmals rückgängig gemacht und die Stabilität des Normalthermometers (SPRT) verbessert werden. In der folgenden Grafik ist ein Beispiel eines typischen Alterungsverlaufes am Wasser Tripelpunkt dargestellt.

Der Verlauf wird bei jeder Kalibrierung in Form eines Kalibrierberichtes dokumentiert und den Kalibrierunterlagen beigelegt.

Alterungseinrichtung und Alterungszyklus

 

Eine wichtige Aufgabe bei der Kalibrierung ist es, sicherzustellen, dass die Thermometer die kalibriert werden, immer innerhalb ihrer Spezifikationen sind. Erreicht wird dies durch das sogenannte Altern bzw. Tempern der Temperaturfühler.

Der für diese Aufgabe eingesetzte Alterungsofen wurde von ISOTECH eigens entwickelt, um SPRT´s und Thermoelemente auf Kalibriertemperatur aufzuheizen, zu altern und abzukühlen. Der Temperaturbereich des Ofens, der von Umgebungstemperatur bis 1000°C  verwendet werden kann, ermöglicht es, alle Arten von SPRT´s bis zum Silberfixpunkt (961,78 °C) zu altern.

Die Bedeutung der Alterung wächst mit der Kalibriertemperatur. Je höher die Einsatztemperatur der Temperaturfühler ist, umso poröser wird das Quarz, wodurch das SPRT schnell verunreinigt werden kann. Um diese Verschmutzungen bei hohen Temperaturen zu verhindern, werden Temperaturfühler (SPRT, Pt 100, Pt 25, prt usw.) konstant mit vorgewärmter Luft umspült.

Neben der Verwendung des richtigen Alterungsofens ist es auch wichtig Alterungszyklenn anzuwenden, die auf die zu kalibrierenden Temperaturfühler abgestimmt sind.

Der Alterungsofen ist mit Hilfe von eXacal so programmiert, dass das Aufheizen und das Abkühlen auf die verschiedenen Alterungstemperaturem mit einer definierten Geschwindigkeit geschieht. So wird sicher gestellt, dass die Messwiderstände durch zu große Temperatursprünge nicht zu stark belastet bzw. beschädigt werden. Zusätzlich wird beim Abkühlen von hohen Temperaturen eine Temperphase gehalten, um den Messwiderstand zu schonen.

In der folgenden Grafik ist ein Alterungszyklus beispielhaft dargestellt:

Die Alterungszyklen werden so lange wiederholt, bis der zu kalibrierende Temperaturfühler im Rahmen seiner Spezifikation stabil geworden ist. Der Alterungsfortschritt wird am Wassertripelpunkt gemessen, ausgewertet und dokumentiert.