I hvilke scenarier kræves den høje præcision af PT100-temperatursensorer?

PT100-temperatursensorer måler temperatur med større nøjagtighed end alle andre typer temperatursensorer. Klasserne A og B opfylder henholdsvis klassens A- og B-tolerancer i henhold til standarden DIN EN 60751. De fleste brugere vil arbejde med klasse B-sensorer, som holder sig inden for ±0,3 °C ved 0 °C. Klasse A-sensorer anvendes, når der kræves større nøjagtighed, typisk med en tolerance på ±0,15 °C. De fleste regulerede klimaforhold er tilstrækkelige med klasse A-tolerancer. For ekstremt præcise nøjagtighedskrav, f.eks. ved håndtering af reaktorer eller validering af miljøprøvekamre, anvender producenter dog sensorgrader, der går ud over klasse A-tolerancerne, såsom 1/3 DIN med en tolerance på ±0,1 °C eller endda 1/10 DIN med tolerancer så stramme som ±0,03 °C. Disse forskellige tolerancegrader giver hver ingeniør mulighed for at anvende den nøjagtighed, der er nødvendig for den pågældende proces. Det er tydeligt, at hver arbejdsproces kræver, at sensorerne kan måle temperatur med den højeste mulige nøjagtighed, da selv en ændring på 0,1 °C kan give ekstreme variationer i kemiske reaktioner eller materialeomdannelser. Desuden vil en reduktion af behovet for genkalibrering af et reguleringssystem medføre lavere omkostninger, idet det reguleringssystem vil anvende højt nøjagtige sensorer, hvor det er nødvendigt.

Langtidspåvirkning, gentagelighed og stabilitet i forhold til NTC’er og termoelementer

PT100-følere har vist sig at have større langtidsstabilitet og gentagelighed sammenlignet med både termopar og NTC-thermistorer. PT100-følere leverer en nøjagtighed inden for +/− 0,1 °C i temperaturområdet fra 50 °C til 100 °C, mens standardtermopar kan have en nøjagtighed på +/− 1,5 °C. Dette betyder, at PT100-følere har en nøjagtighed, der er ca. 93 procent bedre end standardtermopar. Da PT100-følere har minimal drift, viser de kun ringe ændring over tid. Faktisk drifter de 40 procent mindre end termopar. Dette skyldes, at termopars Seebeck-koefficienter bliver mindre pålidelige over tid. NTC’er er derimod meget pålidelige, men de indeholder risikoen for at overskride en grænseværdi, hvilket kan føre til, at NTC’en går i stykker som følge af gentagne opvarmnings- og afkølingscyklusser. Samlet set er evnen hos en PT100-føler til at levere konsekvente målinger ekstremt værdifuld inden for brancher som luft- og rumfart samt farmaceutisk industri, hvor de anvendes til dele eller komponenter, der skal gennemgå flere tests, eller til batch-konsistent fremstilling.

Stort set overalt, hvor sikkerheden af produktet og opfyldelsen af lovmæssige krav afhænger af præcise målinger.

Overholdelseskrav til PT100-nøjagtighed i regulerede industrier

Biologika og lægemidler: EU GMP-bilag 1 og FDA 21 CFR del 11 – sporbarehed til ±0,1 °C

I fremstilling af produkter inden for livsvidenskaberne er det afgørende at registrere temperaturmålinger præcist, da produkttab som følge af måleafvigelser kan have betydelige økonomiske konsekvenser. FDA og EU's GMP-bilag 1 stiller krav om en nøjagtighed på ±0,1 °C under kritiske processer såsom sterilisering, frys-tørning og bioreaktorprocesser. PT100-følere er mere end i stand til at opfylde disse krav. Klasse A-tolerancen er ca. ±0,15 °C ved frysepunktet ifølge standarden DIN EN 60751. PT100-følere er overlegne MT- og NTC-alternativerne på grund af den fysiske og kemiske korrosion af den platintråd, der anvendes i deres konstruktion. Tydeligere data betyder elektroniske batchesedler og overholdelse af ALCOA+-principperne. Data fra revisioner viser, at 92 % af temperaturrelaterede problemer skyldtes følere, der havde driftet. Korrekt udvælgelse og vedligeholdelse af PT100-følere løser disse problemer.

Overvågning af USDA/FDA-kødekæden og HACCP-validering til fødevaresikkerhedssystemer

I kernen af fødevarefordeling og -forarbejdning ligger den konstante, validerede temperaturovervågning, som kræves af USDA og FDA. Din fødevarevirksomheds HACCP-plan omfatter temperaturovervågning ved kritiske kontrolpunkter (CCP) under pasteurisering, afkøling og opbevaring, hvor PT100-temperatursensorer opfylder den krævede nøjagtighed på ±0,3 °C. PT100-sensorer er afgørende for overholdelse af følgende regler:

- FSMA’s regel om sundhedsmæssig transport (køletransport)
- USDA’s retningslinjer for frosset opbevaring (–18 °C ± 1 °C)
- FDA’s LACF-regler (21 CFR 113) for termisk forarbejdning af fødevarer.

PT100-sensorer har en unik konstruktion, der forhindrer forkerte alarmer som følge af den hurtige termiske respons over for kondens. Inden for logistik ved under-nulfahrenheit-temperaturer er PT100-sensorer mere pålidelige end termopar, som udviser en afvigelse på mere end 0,5 °C under fryse- og optøningsprocesser. Denne type afvigelse forstyrer modellering af holdbarhed samt validering af patogenkontrol.

Laboratorie-, kalibrerings- og metrologianvendelser af PT100-følere

For kalibreringslaboratorier og metrologicentre er præcision afgørende, og PT100-følere samt deres målepræcision anses for at være de bedste temperaturmålefølere. De udviser en drift på kun 0,03 °C pr. år i henhold til IEC-standarderne, hvilket gør dem velegnede til de strenge usikkerhedsberegninger, der kræves i henhold til ISO-standarderne. I forhold til andre typer temperaturmålefølere, såsom termopar eller NTC-thermistorer, udviser platinmodstandstermometre en drift på kun ±0,1 °C over flere år. Denne type temperaturmålefølere tilbyder den bedste stabilitet, der findes på markedet, og kan endeligt spores tilbage til SI-måleenheder (International System of Units) via de nationale metrologiinstitutter, hvilket giver stor ro i sindet for dem, der arbejder med målinger af yderst stor betydning.

ISO/IEC 17025 & PT100-følere

På grund af, at PT100-følere har en tolerance på ±(0,15 °C + 0,002|t|), kræver ISO/IEC 17025, at alle anerkendte laboratorier bruger PT100-følere af klasse A til deres referencemålinger. Andre krav er følgende: 1) fastpunktskalibreringer udført med vandets tripelpunktsceller med en usikkerhed på mindre end –0,0001 °C (c), 2) tretrins-sammenligningsteknikker anvendt sammen med primære standarder og 3) en omfattende usikkerhedsanalyse, der tager højde for stangledning, hysteresis og brostabilitet.

For eksempel skal en kalibrering ved 0 °C udføres i et akkrediteret laboratorium og opnå en udvidet usikkerhed (k = 2) på 0,05 °C. Denne præcision er nødvendig for at undgå dyre fejl i certificeringer af farmaceutiske stabilitetskamre eller luft- og rumfartsmaterialers test, hvor hele testkampagner kan blive ugyldiggjort som følge af fejl på ±0,3 °C.

Hyppigste spørgsmål

Hvorfor er PT100-følere bedre end termoelementer inden for visse sektorer?

PT100-følere er bedre end termoelementer, fordi de har bedre præcision og stabilitet samt en lavere tendens til at afvige på lang sigt.

Hvorfor foretrækkes PT100-følere inden for farmaceutisk industri og fødevaresikkerhed?

PT100-følere foretrækkes inden for farmaceutisk industri og fødevaresikkerhed, fordi de leverer præcise og stabile målinger og også kan tåle fysisk stress og fugt.

Hvad er forholdet mellem PT100-følere og ISO/IEC 17025-standarderne?

PT100-følere har god driftstabilitet og gode tolerancer, hvilket gør dem yderst velegnede til kalibrerings- og referencearbejde, som kræves i henhold til ISO/IEC 17025-standarderne for at sikre målingers sporbarehed.