Das akkreditierte Kalibrierlabor von Gigahertz-Optik für optische Strahlungsmessgrößen
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
Das Kalibrierlabor von Gigahertz-Optik für optische Strahlungsmessgrößen besitzt, verwendet und bewahrt Lampen- und Detektorstandards rückführbar zur PTB, NRC, NIST und NPL. Hierbei ist das Kalibrierlabor in zwei Messgrößen DAkkS akkreditiert.
Hier geht es zu den Leistungen unseres Kalibrierlabors
2. Spektrale Bestrahlungsstärke
Spektrale Bestrahlungsstärke E(λ) ist die grundlegende Messgröße in der Radiometrie von welcher verschiedene Messgrößen abgeleitet werden können wie:
- Integrale Bestrahlungsstärke E
- Photobiologische aktinische Bestrahlungsstärken Ebiol
- Photosynthetisch active Strahlung EPAR
- Beleuchtungsstärke Ev
- Farbmetrische Größen
- Strahlungsfluss, Strahlstärke, Strahldichte, Lichtstrom, Lichtstärke und Leuchtdichte bei bekannten geometrischen Verhältnissen.
Die genutzten und von der DAkkS/PTB geprüften Referenzstandards sind meist 1000W FEL Quartzhalogenlampen. Diese werden nach einem Einbrennvorgang von 80-100 Stunden selektiert um eine genügend hohe Qualität für ihre Aufgabe sicherzustellen. Der genutze Spektralbereich dieser Lampen ist von 250 nm bis 2500 nm. Lampen dieser Art werden auch für Kalibrierzwecke unter dem Namen BN-9101 verkauft.
3. Spektrale Empfindlichkeit
Spektrale Empfindlichkeit von optischen Strahlungsempfängern ist die mit am häufigsten gefragte Kalibrierung von Detektoren.
Die Referenzstandards für diese Art von Kalibrierung sind Si-Photodioden. Diese werden während ihrer Kalibrierung mit Hilfe eines Temperatursensors kontrolliert um eine möglichst geringe Messunsicherheit zu erzielen. Der nutzbare Wellenlängenbereich dieser Referenzdetektoren ist 248 nm bis 1160nm. Neben diesen Detektoren werden noch Si und InGaAs Detektoren welche von der NIST kalibriert werden im Wellenlängenbereich 200 nm bis 1800 nm verwendet.
Abweichende Kalibrierungen zur spektrale Empfindlichkeit und spektrale Bestrahlungsstärke werden mit Kalibrierstandards der NIST oder anderen nationalen Instituten durchgeführt. Mit Hilfe von regelmäßigen Ringvergleichen von DAkkS Standards wird die Langzeitstabilität und Rückführbarkeit von nicht-DAkkS Standards sichergestellt.
Eine ISO/IEC/EN 17025 (früher ISO/IEC Guide 25, bekannt als ANSI/NCSL Z540-1, und EN45001) Akkreditierung verleiht dem Kalibrierlabor von Gigahertz-Optik die Kompetenz, Kalibrierungen und Tests im akkreditierten Bereich durchzuführen. Demnach ist es die Basis der Qualitätssicherung von vielen Anwendungen in der Industrie.
Rückführbarkeitsdarstellung des Gigahertz-Optik Kalibrierlabors für optische Strahlungsmessgrößen
4. Gleichstromstärke
Die Akkreditierung der Gleichstromstärke wird für Optometer, Transimpedanzverstärker und vergelichbar benötigt um die Strommessung der Photoströme von Detektoren rückführbar zu kalibrieren.
5. Rückführbarkeit: Eine ununterbrochene Kette von Vergleichen
Eine gute Kalibrierung ist die Vorraussetzung, um die Genauigkeit jeden Typs von Messgerät sicher zu stellen. Sie ist die Basis, auf welcher die später folgenden Messungen aufsetzen. Gewöhnlicherweise wird hierbei in der technischen Optik ein Übertragungsverfahren angewendet, bei dem das zu kalibrierende Gerät mit einem Kalibrierstandard verglichen wird. Dabei wird der angezeigte Wert des zu kalibrierenden Geräts auf den Wert des Standards angepasst, dokumentiert und zertifiziert. Da diese Art der Kalibrierung von der Qualität des Transferstandards abhängt, ist diese von herausragender Bedeutung. Ein qualifizierter Standard muss eine ununterbrochene Kette von einem nationalen Institut bis hin zur Kalibrierung aufweisen. Ein Beispiel, mit dem Primärstandard (A) des nationalen Instituts wird ein Referenzstandard (B) eines akkreditierten Labors kalibriert. Dieser Referenzstandard wird nun dazu verwendet, um Arbeitsnormale (C) des Kalibrierlabors herzustellen. Diese werden nun für die täglichen Kalibrieraufgaben verwendet, d.h. mit ihnen wird das finale Produkt (D) kalibriert. Demnach ist die sogenannte Kalibrierkette A-B-C-D. In dieser Kalibrierkette muss jedes Glied regelmäßig geprüft werden, um eine ausreichende Langzeitstabilität zu gewährleisten. Der Zeitraum für die regelmäßigen Prüfungen wird typischerweise vom ausführenden Labor bestimmt und obligt der Eigenverantwortung.
Akkreditierte Kalibrierlaboratorien garantieren eine regelmäßige Prüfung ihrer Arbeitsnormale und Referenzstandards. Zudem werden sie regelmäßig von offziellen Stellen auditiert.
Für die optischen Strahlungsgrößen spektrale Bestrahlungsstärke und spektrale Empfindlichkeit kann die Gigahertz-Optik GmbH DAkkS Kalibrierungen anbieten. Diese sind direkt vergleichbar zu den Referenzstandards und beinhalten eine vollständige Kalbrierbeschreibung. Diese Art der Kalibrierung, welche die kleinstmögliche Unsicherheit darstellt, wird gewöhnlicherweise von hochwertigen Industriekalibrierlaboratorien und Instituten bezogen, welche die kalibrierten Geräte oft als deren Referenzstandard verwenden.
Jedoch ist in den meisten Anwendungen eine weniger aufwendige und preislich ökonomischere Kalibrierung bevorzugt, da die meisten Geräte nicht die kleinst mögliche Unsicherheit benötigen. Allerdings werden Kalibrierzertifikate benötigt, welche eine ununterbrochene Kalibrierkette zu einem nationalen Standard zertifizieren. Für diesen Zweck bietet die Gigahertz-Optik GmbH einen "Werkskalibrierschein" an.
Um die Rückführbarkeit zu bestätigen, wird jede Kalibrierung mit einem Zertifikat dokumentiert, welches das kalibrierte Gerät, den Kalibrierprozess, die Kalibrierunsicherheit, die Umgebungsbedingungen und die Kalibrierkette zurück zum nationalen Standard beschreibt. Dieses Zertifikat wird vom ausführenden Ingenieur unterzeichnet und vom Kalibrierlaborleiter geprüft.
DAkkS - Deutsche Akkreditierungsstelle
Die DAkkS ist die nationale Akkreditierungsstelle der Bundesrepublik Deutschland. Sie handelt nach der Verordnung (EG) Nr. 765/2008 und dem Akkreditierungsstellengesetz (AkkStelleG) im öffentlichen Interesse als alleiniger Dienstleister für Akkreditierung in Deutschland.
Die grundsätzliche Idee des DAkkS ist es, so viele PTB Verantwortlichkeiten wie möglich an die Industrie zu delegieren. Dies ist z. B. die Kalibrierung von Mess- und Prüfmitteln. Der DAkkS stellt hierbei sicher, dass die Rückführbarkeit von Mess- und Prüfmitteln zu den nationalen Instituten durch eine regelmäßige Kontrolle sichergestellt ist (Gigahertz-Optik ist unter der Nummer D-K-15047-01-00 des DAkks akkreditiert).
Dadurch können Kalibrierlaboratorien, welche vom DAkkS akkreditiert sind, rückführbare Kalibrierungen zu nationalen Kalibrierstandards anbieten. Eine ununterbrochene rückführbare Kalibrierkette zu nationalen Standards ist von besonderer Wichtigkeit für Mess- und Prüfmittelhersteller, um auf dem nationalen und internationalen Markt wettbewerbsfähig zu sein. Zudem ist dies für jedes Qualitätsmanagementsystem erforderlich.
Die Qualifizierung der Rückführbarkeit zu nationalen Standards ist Aufgabe der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), welche das Deutsche Nationale Institut darstellt. Die PTB definiert, realisiert, erhält und verbreitet die physikalischen Größen des SI-Systems wie z. B. Meter, Sekunde, Candela, etc.
Um dies zu gewährleisten, müssen vergleichbare Standards verwendet werden. Eine Kalibrierung welche auf SI-Einheiten basiert, welche wiederum vergleichbar und messbar sind, kann auditiert und dadurch geprüft werden. Mit dem DIN ISO 9000 Standard ist die Beziehung zwischen Qualitätsmanagement und Kalibrierung zum Teil verflochten, um eine kontinuierliche Kontrolle von Mess- und Prüfmitteln sicherzustellen.
Ohne Ausnahme müssen DAkkS akkreditierte Kalibrierlaboratorien die Anforderungen an DIN EN ISO/IEC 17025 (Generelle Anforderungen für ein Kalibrierlabor) erfüllen. DIN EN ISO/IEC 17025 ersetzte 1999 die EN 45001 und ISO/IEC Guide 25.
Die europäische Rolle des DAkkS liegt in einer Mitgliedschaft in der europäischen Kooperation für akkreditierte Laboratorien (EAL) in Rotterdam. Diese wurde von der Western European Calibration Cooperation (WECC) und der Western European Laboratory Accreditation Cooperation (WELAC) 1994 gegründet. Innerhalb der EAL kooperieren verschiedene Institute mit dem Ziel, dass die EAL-Kalibrierlaboratorien international Beachtung erfahren.
PTB - Das Deutsche Nationale Kalibrierlabor
Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ist die höchste technische Instanz bezüglich Metrologie in Deutschland. Die PTB definiert, realisiert, erhält und verbreitet die physikalischen Größen des SI-Systems wie z.B. Meter, Sekunde, Candela, etc.
Die PTB ist die offizielle Akkreditierinstitution dür DAkks Kalibrierlaboratorien wie es Gigahertz-Optik ist in optischen Messgrößen ist. Die PTB ist zudem setzt sich zudem für die bilaterale Akzeptanz von internationalen Standards ein. Durch ihre Aktivitäten in 1995 wurde eine Absichtserklärung zwischen dem National Institute of Standards and Technology (NIST-USA) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Bezug auf die internationale Rückführbarkeit von Standard unterzeichnet. Die Gleichwertigkeit der nationalen Standards der NIST und die der PTB für die SI-Einheiten Lichtstärke und Lichtstrom wurde im April 1999 offiziell veröffentlicht.
Weitere Informationen über die PTB können hier gefunden werden www.ptb.de
NIST - U.S. National Institute of Standards and Technology
Als ein Teil der Aufgaben des NIST entwickelt, verbessert und erhält die Abteilung optische Technologien nationale Standards für die Spektralradiometrie, Photometrie, Farbmessung und spektraler Photometrie. Dabei werden neben nationalen Standards auch Dienstleistungen angeboten, dies im Spektralbereich von UV bis IR. Die Kalibrierungen der NIST sollen dabei höchsten Anforderungen an Genauigkeit erfüllen. Zudem veröffentlicht die NIST technische Artikel und Empfehlungen bezüglich optischer Messtechnik.
Weitere Informationen über die NIST und deren Tätigkeiten können hier gefunden werden www.nist.gov
NPL - National Physical Laboratory UK
NPL's optische Strahlungsmesstechnik Gruppe bietet Dienstleistungen an welche den Rückgrat der industriellen und akademischen optischen Messtechnik im vereinigten Königreich darstellen. Dafür werden Primärstandards und Einheiten bewahrt, zudem werden wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt um die Qualität zu verbessern. Das NPL verfolgt industrielle und akademische Ziele im Spektralbereich UV bis IR.
Mess- und Kalibrierdienstleistungen sind die Charakterisierung und Kalibrierung von: allen möglichen optischen Strahlungsquellen, optischen Strahlungsdetektoren und Zubehör, optische Eigenschaften von Materialien und Komponenten wie Farbe, Glanz, Trübung, etc.
Weitere Informationen auf www.npl.co.uk
NRC - National Research Council Canada
Das Institut des NRC für nationale Standards der Photometrie und Radiometrie erhält photometrische, radiometrische, spektralphotometrische und farbmetrische Standards. Zudem bietet es präzisions-Messdienstleistungen für Industrie, Universitäten und Staatliche Aufgaben bezüglich Beleuchtung, Herstellung, Telekommunikation, Gesundheit, Umwelt und Sicherheit an.
Weitere Informationen sind im Internet auf der Homepage des NRC erhältlich: