Messräume: die 7 Anforderungen der Industrie

Damit Untersuchungen Ergebnisunsicherheiten möglichst ausschließen lassen, müssen die Messräume entsprechend gestaltet werden. Die Umweltbedingungen in den Untersuchungsräumen müssen daher gleichbleibend und reproduzierbar sein, was wiederum durch die professionelle Ausstattung der Messräume möglich ist. Gerade im Hinblick auf Temperatur und Klimabedingungen sind Faktoren zu berücksichtigen, die die Messergebnisse erheblich beeinflussen können.

Messräume in der industriellen und wissenschaftlichen Messtechnik

In der industriellen und wissenschaftlichen Messtechnik wird eine hohe Messgenauigkeit gefordert, die gerade im Mikrometer- sowie im Submikrometerbereich schwer einzuhalten ist. Gleichzeitig wird jedoch versucht, möglichst viele Schritte der Messtechnik zu automatisieren – der Mensch ist hier immer ein Unsicherheitsfaktor. Messergebnisse müssen jedoch nachvollziehbar und zuverlässig sein, damit sie in Industrie und Wissenschaft anerkannt werden.

Somit werden sichere und verwertbare Ergebnisse nicht nur durch geeignetes Fachpersonal und durch eine komplexe Messtechnik gewährleistet, sondern auch der Messraum spielt eine bedeutende Rolle beim Erlangen der gewünschten Resultate. Doch welche Anforderungen müssen Messräume nun genau erfüllen?

#1: Messräume und die Temperatur

Für Messungen ist die Temperatur der bedeutendste Faktor, denn je nach Wärmeeinfluss verändern sich Ausdehnungen und Eigenschaften von Materialien. Die geforderte Temperaturkonstanz liegt in der Regel bi 20 °C, Abweichungen von plus/minus 0,1 °C sind zulässig. Wichtig ist, dass das System des Messraums stabil ist, was durch Schleusen, Windfang und Vorschleusen ermöglicht wird. Die Luft strömt normalerweise durch Drallauslässe ein und wird in großer Höhe eingeblasen. Ein regelmäßiger Luftaustausch ist gewährleistet, die Lufttemperatur wird je nach Erfordernis angehoben oder gesenkt.

Meist verfügen Messräume über hohle Seitenwände, sodass die Luft zwischen Raumluft und Wand zurückgeführt werden kann. Temperaturunterschiede ergeben sich somit gar nicht erst. Statt der in vielen Räumen üblichen Wandheizung ist im Messraum eine Fußbodenheizung vorhanden, die die Temperatur gleichmäßig erhöht und wodurch eine gewisse Konstanz erreicht wird.

Sind im Messraum große Wärmelasten vorhanden, so werden diese direkt abgesaugt. Solche Wärmelasten können durch elektrische Geräte oder durch Schaltschränke entstehen.

#2: Messräume und die Luftfeuchte

Neben der Temperatur spielt auch die Klimatisierung und in dem Zusammenhang insbesondere die Luftfeuchtigkeit im Messraum eine entscheidende Rolle. Die Luftfeuchte soll um 45 Prozent betragen, Abweichungen von maximal 10 Prozent nach oben oder unten sind zulässig. Die Luftfeuchtigkeit kann direkt über einen Kaskadenregler gesteuert werden. Damit die Luft aufgenommen werden kann, gibt es Kanalfeuchtefühler sowie Zu- und Ablaufkanäle. Diese wiederum bewirken, dass die maximale Feuchte in der Luft der Messräume begrenzt wird bzw. entsprechend der jeweiligen Anforderungen anpassbar ist. Tropfenabscheider und nachgeschaltete Lufterhitzer ermöglichen eine einfache Entfeuchtung der Luft, sodass die gewünschte Luftfeuchtigkeit in der geforderten Konstanz gegeben ist.

#3: Messräume und Luftgeschwindigkeit

Die Luftgeschwindigkeit kann bei sensiblen Messungen ein Problem werden. Daher gilt es, in Messräumen eine überaus geringe Luftgeschwindigkeit zu gewährleisten, Zugluft ist generell zu vermeiden. Auch plötzliche Windstöße zum Beispiel durch das Öffnen von Türen dürfen nicht auftreten. Dafür sind Messräume mit einem Windfang ausgestattet, der das Betreten des Raumes auch dann erlaubt, wenn präzise oder hochsensible Messungen durchgeführt werden. Das gesamte System ist in sich geschlossen und lässt keine klimatischen Einflüsse von außen zu – dazu gehört auch der Wind bzw. die Luftgeschwindigkeit. Die jeweils gemessene Luftgeschwindigkeit ist ein relevanter Faktor für die Klassifizierung von Messräumen.

#4: Messräume und die Luftreinheit

Gerade im medizinischen Bereich kann die Reinheit der Luft die Messergebnisse entscheidend beeinflussen. Staub ist daher möglichst auszuschließen und muss in Messräumen entsprechend verhindert werden. Ein spezieller Staubfang in Kombination mit einer Absauganlage verhindert, dass aufgewirbelte Partikel auf Proben und Geräten zu liegen kommen. Entsprechend der jeweils vorhandenen Luftreinheitsklasse wird eine Klassifizierung der Messräume erreicht. Nötig ist für die Reinigung der Luft zum Beispiel eine Sohlenreinigungsmaschine, die sich vor dem Zugang über die Schleuse befindet. Auch Haftmatten helfen bei der Vermeidung von Schmutz. Feinstaubfilter und Schwebstofffilter filtern die kleinsten Partikel aus der Luft, diese Filter sind in den Zuluftkanälen verbaut. Die Überwachung dieser Filter erfolgt über den Differenzialdruckschalter, die Ringwaage kontrolliert ständig den Verschmutzungsgrad der Luft sowie des gesamten Messraums.

#5: Messräume und der Schalldruckpegel

Der Schall bzw. der Schalldruckpegel ist bei präzisen Messungen von höchster Relevanz. Daher ist eine der wichtigsten Anforderungen an Messräume, dass der Schalldruckpegel möglichst niedrig gehalten werden muss. Fremdeinflüsse akustischer Art sind auszuschließen, damit Messergebnisse nicht beeinflusst werden können. Innerhalb des Messraums muss der Schalldruckpegel ständig gemessen werden, damit diese Ergebnisse gegebenenfalls bei der Auswertung der Messergebnisse berücksichtigt werden können. In der ISO 12001, welche eine internationale Norm ist, werden die Anforderungen an Hallräume und zulässige Schalldruckpegel genau definiert.

#6: Messräume und Strahlung

Strahlung verschiedener Art muss in Messräumen möglichst vermieden werden. Dabei geht es zum einen um die Wärmestrahlung, die per Abluft direkt aus dem Messraum gesaugt wird – ansonsten würden sich ungünstige Wärmeeinflüsse auf die Messungen ergeben. Zum anderen geht es um die ionisierende sowie um die nicht ionisierende Strahlung, für die ein Strahlenschutz vorgesehen ist. Personen, die sich im Messraum aufhalten, müssen mit geeigneten Maßnahmen vor Strahlung geschützt werden. Außerdem darf diese nicht nach außen dringen, die ist bautechnisch und bauphysikalisch zu berücksichtigen.

#7: Messräume und elektrische Störungen

Elektrische Störungen können die Messresultate entscheidend beeinflussen, was es in jedem Fall zu verhindern gilt. Daher ist wichtig, dass eventuelle Störquellen aus dem Messraum ausgeschlossen werden. Für elektrische Geräte, die sich innerhalb des Raums befinden, ist ein Strahlenschutz nötig, der verhindert, dass die Strahlung nach außen tritt und Messergebnisse direkt beeinflussten kann. Außerdem muss der Messraum selbst gegen Strahlung von außen abgeschirmt werden. Kann ein gewisser Einfluss durch Strahlung nicht ausgeschlossen werden, so muss dieser bei der Auswertung der Messergebnisse berücksichtigt werden.

Informationen rund um Messräume und deren Planung gibt es unter anderem vom VDI. Die Richtlinie kann an dieser Stelle heruntergeladen werden.