Mappingstudienmix: Vakuumöfen, Lager, LN2-Tanks und CO2 

Nach unserem Webinar „Kontinuierliches Mapping“ haben wir mehrere Fragen erhalten:

Lieber Paul, 

wir haben zahlreiche Mappinganwendungen. Bitte gestatten Sie mir, einige unserer Ansätze zu erläutern, damit ich Ihr Feedback einholen kann, um potenzielle Verbesserungen unserer Verfahren umzusetzen.

Szenario 1:

Wir verwenden einen Vakuumofen mit zehn Ablagen, die Wärme erzeugen. Auf jeder Ablage befindet sich ein Fach. Sobald das Fach zu groß ist, um es zu handhaben, ersetzen wir es durch zwei kleinere Fächer, die die gleiche verfügbare Fläche nutzen.

Ein anfängliches Mapping wird unter Verwendung des ursprünglichen großen Fachs durchgeführt. Sobald dies erledigt ist, ersetzen wir dieses Fach in jeder Ablage durch zwei kleinere mit demselben Material. Soll ich eine Mappingstudie mit den beiden kleineren Fächern wiederholen?

Szenario 2:

Unser Lager verfügt über drei Jahre routinemäßige Mappingstudiendaten aus Mappings, die nur im Sommer durchgeführt wurden. Der Sommer gilt aufgrund der hohen Temperaturen als ungünstigste Zeit. Für unsere Erstqualifikation haben wir jedoch sowohl ein Winter- als auch ein Sommermapping durchgeführt. Diese ursprünglichen Studien ermöglichten es uns auch, die Platzierung der Überwachungssonde zu bestimmen.

Das ist der aktuelle  Stand:
•    Überwachungssonden: eine an der heißesten und eine weitere an der kältesten Stelle.
•    Neubewertung der Überwachungssondenplatzierung: alle drei Jahre.

Meine Frage lautet: Sobald diese beiden Sonden mit dem Überwachungssystem verbunden sind und wir mit dem Erfassen von Daten beginnen, kann dies als kontinuierliches Mapping betrachtet werden?

Szenario 3:

Basierend auf Ihrer Präsentation müssen die dreijährigen routinemäßigen Mappingstudien zur Neubewertung der Überwachungssondenplatzierung die saisonalen Winter- und Sommerperioden berücksichtigen.

Wenn zwei Überwachungssonden an Stellen mit extremen Bedingungen montiert werden und der Sommer als ungünstigste Zeit angesehen wird, warum sollten wir nach den anfänglichen Winterstudien Wintermappings in Betracht ziehen?  
Vielen Dank im Voraus für Ihre Antwort!
– L

Paul schrieb: 

Vielen Dank, dass Sie an unserem Webinar teilgenommen und tolle Fragen gestellt  haben!

Szenario 1:

Ich beginne damit, dass das Mapping eines Vakuumofens eine Validierung oder Qualifizierung eines dynamischen Prozesses mit einem definierten Start und Ende sowie Produktkriterien (z. B. Änderung des Trockengehalts oder des Gewichts) ist, die am Ende erreicht werden müssen.  
Dies ist eine ganz andere Art von Mappingprozess als das Mapping für die Lagerung. Nur um es klar auszudrücken,  die Empfehlungen, die ich im Webinar gegeben habe, betrafen die Lagerung. Einige der Prinzipien überschneiden sich natürlich, aber bitte haben Sie Verständnis dafür, dass sich die Präsentation auf das Mapping für die Lagerung fokussierte. Trotzdem  werde ich versuchen, Ihre Fragen zu beantworten.  

Bei einem Vakuumofen würde ich das Mapping wiederholen. Die Verwendung eines anderen Fachs, einer anderen Größe oder eines anderen Materials ändert die Art und Weise, wie Wärme von der beheizten Ablage auf das Fach übertragen wird, und könnte die Endleistung und die an jede Produktstelle abgegebene Wärmemenge ändern.

Szenario  2:

Dies  ist kein kontinuierliches Mapping, wie im Webinar beschrieben. Ja,  es ist kontinuierlich, aber es ist kein Mapping. Mapping  kann nicht durch ausschließliche Sondenplatzierungen durchgeführt werden. Ich denke,  Sie gehen davon aus, dass die heißen und kalten Stellen im Laufe der Zeit gleich bleiben. Sie können dies nicht belegen,  wenn Sie nur Daten von zwei Platzierungen erfassen. Kontinuierliches Mapping umfasst eine hohe Dichte an Sensoren, die kontinuierlich Abtastungen  vornehmen.

Szenario 3:

Winter/Sommer wird besser als „die herausforderndsten Jahreszeiten“ oder „die heißesten und kältesten Abschnitte des Jahres“ interpretiert. Wenn  die kalte Jahreszeit in Ihrer Region nicht kalt genug ist, um ein Problem mit Ihrer Lagerhaltung darzustellen, ist im Winter möglicherweise kein Mapping erforderlich. Aber  Sie müssen trotzdem etwas tun, z. B. eine dokumentierte Begründung dafür liefern, warum in Ihrer Anlage kein Wintermapping durchgeführt wird.

Allgemein:  
Ich würde eine Entscheidung infrage stellen, ein Lager mit nur zwei Sensoren zu überwachen, jeweils einen an den ermittelten heißen und kalten Stellen. Dies  setzt voraus, dass sich die Temperaturdynamik des Lagers nicht ändert, außer je nach Jahreszeit. Aber  wir wissen, dass sich Lagerbedingungen aus vielen Gründen ändern, z. B. durch Geräteausfall oder das Ändern von Sollwerten durch das Personal, ohne die Verfahren zu befolgen, oder versehentlich offen gelassene Türen.  

Die wahrscheinlich häufigste Aktivität, die die Bedingungen beeinflusst, ist das Platzieren von Gegenständen auf eine Weise, die den Luftstrom und die Wärmeverteilung ändert. Dies  allein wirkt sich darauf aus, wo sich heiße und kalte Stellen befinden, und das kann nicht von zwei Sensoren erfasst werden. Sofern  Ihr Lager nicht sehr klein ist (weniger als 100 m³), würde ich einige zusätzliche Überwachungsstellen hinzufügen. Obwohl  von Ihnen erwartet wird, dass Sie die heißen und kalten Stellen überwachen, interpretieren Sie die Leitlinien und die Vorgehensweise falsch, wenn Sie NUR die heißen und kalten Stellen überwachen.   

Lassen Sie mich wissen, wenn Sie weitere Fragen haben!

Lieber Paul, 

müssen wir als branchenübliche Vorgehensweise Vor- und Nachkalibrierprüfungen durchführen, die vor und nach Mappingstudien für Folgendes stattfinden?
1.    Vaisala Temperatur-/Feuchtelogger zum Mapping von Umgebungskammern
2.    Vaisala CO₂-Sonden GMP251 und VL-4000-40C Analoglogger für CO₂-Kammern
3.    Vaisala VL-170054T Thermoelementlogger für LN2-Geräte

Paul schrieb: 

Vielen Dank für diese weitreichenden Fragen! Ich habe versucht, diese bestmöglich zu beantworten.

Zuerst haben Sie nach unseren Temperatur-/Feuchtedatenloggern zum Mapping von Umgebungskammern  gefragt.
Im Allgemeinen würden Sie für jeden Temperatursensor beim Mapping eine Vor- und Nachkalibrierprüfung durchführen. Dies  ist zwar nicht in Stein gemeißelt, aber gängige Praxis, insbesondere bei Sensoren, die im Einsatz zu Abweichungen neigen, wie z. B. Thermoelementen.  

Es war die bekannte Tendenz von Thermoelementen, in der Genauigkeit abzuweichen. Dadurch entstand die Praxis der Vor- und Nachkalibrierung. Was wir festgestellt haben, ist, dass schon länger beschäftigte Inspektor*innen und Prüfer*innen diesen Schritt erwarten. Wir  haben jedoch Mappingdienstleister als Kunden, die unsere Logger verwenden und keine Vor- und Nachkalibrierung durchführen – sie verifizieren nur das Werkskalibrierzertifikat. Dies  basiert auf der bekannten Stabilität der Geräte sowie den Erfahrungen des Anbieters. Diese Dienstleister haben genug Erfahrung mit Vaisala Produkten gesammelt, um zu wissen, wie selten ein Mappingdatenlogger eine Kalibrierung nicht  besteht.

Aus unseren eigenen internen Studien können wir behaupten, dass unsere Datenlogger die Kalibrierung in etwa 2 % der Fälle nicht bestehen. Da  Sie jedoch nicht über diese Erfahrung oder Daten, auf die Sie sich verlassen können, verfügen, würde ich auf Nummer sichergehen und eine einfache dokumentierte Vor- und Nachkalibrierung durchführen. Nichts Besonderes, legen Sie einfach die Mappinglogger (und einen Referenzlogger) für eine Stunde vor und nach der Studie in einen kleinen Behälter in den abzubildenden Raum, und überprüfen Sie, ob alle Werte innerhalb von 0,2 °C des Referenzloggers liegen.

Ihre nächste Frage betraf die CO₂-Sonden GMP251 und den VL-4000-40C Analogdatenlogger für CO₂-Kammern. 
Technisch betrachtet werden Sie mit diesen kein Mapping durchführen. Gase  neigen dazu, so schnell zu diffundieren, dass sie fast augenblicklich ein Gleichgewicht erreichen, insbesondere in einem geschlossenen Raum Wenn  Sie zustimmen, messen Sie wahrscheinlich nur an einer einzigen Stelle. Wenn  ich es wäre, würde ich einfach sicherstellen, dass der integrierte CO₂-Sensor der Kammer kalibriert wurde.  

Aber wenn Sie CO₂ während des Mappings unabhängig überwachen möchten, gehe ich davon aus, dass eine Art Kalibrierüberprüfung angemessen wäre. Haben  Sie Grund zur Annahme, dass der CO₂-Sensor, den Sie verwenden möchten, während der Studie erheblich abweichen würde? Wenn Sie nicht über viele historische Daten für CO₂-Sensoren verfügen, ist es sinnvoll, eine Vor- und Nachkalibrierung durchzuführen.
Die Kalibrierung dieser Geräte gestaltet sich jedoch nicht so einfach wie bei einem Temperatursensor. Es besteht aber eine bequeme Überprüfungsmöglichkeit vor Ort, die Sie durchführen können, wenn Sie ein anderes kalibriertes Messgerät als Referenz zur Hand hätten. Wir  suchen hier nicht nach einer vollständigen Kalibrierung,  nur eine schnelle dokumentierte Überprüfung, um zu zeigen, warum Sie denken, dass das Messgerät genau ist.

Schließlich haben Sie den Vaisala VL-170054T Thermoelementlogger erwähnt, der in LN₂-Geräten zum Einsatz kommt. Wenn Sie ein Mapping durchführen, insbesondere mit einem Thermoelement, würde ich auf jeden Fall eine Vor- und Nachkalibrierprüfung vornehmen. Und nochmals,  dies muss nicht kompliziert sein, gerade ausreichend, um die Genauigkeit des Sensors zu  dokumentieren.

Beachten Sie, dass Thermoelemente bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff viele Fehler aufweisen. Meiner Erfahrung nach ist das Mapping von LN₂-Geräten schwierig. Ich  musste damals einige LN₂-Speicherdewars abbilden, und wir haben es schließlich geschafft. Aber wir konnten nicht wirklich viel feststellen, außer dass radialsymmetrische Räume schwer abzubilden sind und der größte Beitrag zu Temperaturschwankungen inhärente Isolationsfehler aufgrund der Bauweise des Behälters waren.