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Klimaprüfkammern

Klimaprüfkammern ermöglichen eine präzise Steuerung der entsprechenden Parameter, um wiederholbare Umgebungsbedingungen zu schaffen. Prüfkammern eignen sich für zahlreiche Anwendungen: Produkthaltbarkeits-, Stabilitäts- und Verpackungstests, Studien zur Lichtexposition und Temperaturbewertung, Einbrennen von elektronischen Komponenten, Pflanzenwachstum und vieles mehr.

 

Klimaprüfkammern gibt es in verschiedenen Ausführungen und Größen, die von kleinen Kammern, die von einigen Litern (Kammer) bis zu mehreren tausend Kubikmetern (Raum) reichen und einen großen Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsbereich aufweisen. Die meisten modernen Prüfkammern sind mit mikroprozessorgesteuerten Reglern mit Computerkommunikation, Autotune, Festkörper-Feuchtesensoren und Edelstahl-Temperaturfühler ausgestattet. LED-Anzeigen zeigen sowohl Prozess- als auch Sollwerte an.

Tests

Die Tests werden nach den HALT- oder HASS-Prinzipien durchgeführt:

 

HALT – Highly Accelerated Life Test
HASS – Highly Accelerated Stress Screen

 

HALT und HASS, auch bekannt als Accelerated Stress Testing (AST), setzen das Produkt einer Reihe von Überbelastungen aus und bringen so die Schwachstellen des Produkts durch beschleunigte Ermüdung zum Vorschein. Mit anderen Worten: Die Tests sind einzigartig. Beschleunigte Testmethoden für die Produktzuverlässigkeit konzentrieren sich auf das Auffinden von Produktfehlern, damit diese behoben werden können, bevor sie zu teuren Problemen im Betrieb werden. Die Beanspruchung erfolgt kontrolliert und schrittweise, während das Prüfobjekt kontinuierlich auf Fehler überwacht wird. Sobald die Schwachstellen des Produkts erkannt sind, werden die Grenzen des Produkts klar definiert.

Prozess

In Anbetracht der Tatsache, dass Verbraucher und Unternehmen heute einen absolut fehlerfreien Betrieb und einen unterbrechungsfreien Service erwarten, müssen die Tests so konzipiert sein, dass sie die Leistung garantieren. Umweltprüfungen werden durchgeführt, um die Fähigkeit eines Bauteils zu bestimmen, während oder nachdem es einer bestimmten Umgebung ausgesetzt ist. Diese Tests dienen zur Beurteilung der grundlegenden Konstruktion des Geräts sowie der verwendeten Fertigungsmethoden und Materialien. Das Bestehen dieser Tests ist ein Indikator dafür, dass das Gerät robust genug ist, um eine Langzeitbeständigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus helfen Umgebungsprüfungen dabei, den sicheren und ordnungsgemäßen Betrieb eines Geräts zu bestimmen und seine Betriebsgrenzen zu gewährleisten.

 

Beispiele für verschiedene Prüfkammern:

  • Feuchte-Prüfkammern
  • Temperaturkammern
  • CO2/LN2-Prüfkammern
  • Salzsprüh-/Nebelkammern
  • Thermoschock-Kammern
  • Vibrationskammern
  • Vakuumkammern

Typische Tests

Die meisten gängigen Tests werden mit Temperaturwechseltests durchgeführt. Ungleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Materialien, die in elektronischen und optoelektronischen Komponenten verwendet werden, gehören zu den Hauptursachen für den Ausfall von Geräten, die extremen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Die wiederholte Einwirkung zyklischer Temperaturschwankungen kann zur Ermüdung von Verbindungen aus unterschiedlichen Materialien führen und diese zum Ausfall bringen. Die Durchführung von Temperaturwechseltests an diesen Bauteilen hilft bei der Bestimmung von Fehlanpassungen des Wärmekoeffizienten und der Empfindlichkeit dieser Fehlanpassungen gegenüber wiederholten Temperaturschwankungen. Die Temperaturzyklen werden in Kammern durchgeführt, in denen die Anzahl der Zyklen, die Verweilzeiten, die Transferzeiten oder Aufheizraten und die Temperaturextreme kontrolliert werden.

Herausforderungen

Die genaue Art der Validierung hängt vom Typ der Klimaprüfkammer ab. Die Prüfparameter können variieren, werden aber je nach Kammertyp definiert. Ellab bietet eine Vielzahl von Validierungsequipment an. Das TrackSense-Logger-System mit seinen austauschbaren Sensoren ist eine ideale Lösung. Die erfassten Parameter sind Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Leitfähigkeit und Vakuum. Bei extremen Temperaturen kann die Verwendung einer thermischen Barriere für die höheren Temperaturen erforderlich sein. Für niedrigere Temperaturen werden die Logger Pro X, Pro XL, Compact Ultra X oder Frigo benötigt. Mit der SKY-Option lassen sich Daten in Echtzeit verarbeiten. Bei der Verwendung von Thermoelementen können Zugangsöffnungen an kleinen Kammern von Vorteil sein, um die Auswirkungen zu verringern und die Integrität der Kammer zu erhalten. In diesem Fall werden Hochtemperaturmessungen mit einem Kapton- oder Glasfasermessfühler durchgeführt.

 

Bei der Verwendung von kabellosen TrackSense-Loggern sollte man beachten, dass die Validierung viel Zeit in Anspruch nehmen kann und die Taktrate mit der gesamten Speicherkapazität des Loggers abgestimmt werden muss.

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Richtlinien

Für die Zulassung der durchgeführten Prüfungen müssen zahlreiche Schritte unternommen werden, um sicherzustellen, dass die Klimaprüfkammer auch korrekt funktioniert, z. B. dass Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen innerhalb des festgelegten Bereichs bleiben, und dies über relativ lange Zeiträume. Die Validierung muss regelmäßig durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass eine Klimakammer oder -schrank eine genaue und wiederholbare Leistung erbringt.

 

Die Validierung einer Klimaprüfkammer besteht aus verschiedenen Schritten zur Installationsqualifizierung (IQ), Funktionsqualifizierung (OQ) und Leistungsqualifizierung (PQ).

 

Die IQ wird durchgeführt, um nachzuweisen, dass die Kammer geprüft ist und alle erforderlichen Bestandteile für eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit vorhanden sind.

 

Während der OQ wird die Kammer auf ihre Leistung und ihre Arbeitsabläufe geprüft. Die OQ besteht aus dem Mapping der leeren Kammern und wird durchgeführt, um zu bestätigen, dass die leere Kammer in der gesamten Kammer innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte arbeitet. Die OQ enthält auch Informationen über die Kalibrierung der Messgeräte und definiert die Position der Thermoelemente/Datenlogger in der Stabilitätskammer.

Die PQ weist nach, dass die beladene Klimakammer in der Lage ist, die Zielparameter zu erreichen und zu halten und bestätigt, dass die beladene Kammer innerhalb der festgelegten Limits arbeitet.

Messpunkte

Die typische Anzahl an Temperaturmesspunkten einer kleinen bis mittelgroßen Kammer beträgt 5 (4 Ecken + Mitte) sowohl auf der untersten als auch auf der obersten Platte während der OQ. In der leeren Kammer werden sie in der Regel direkt auf den Einlegeböden angebracht und während der PQ werden sie in der Beladung platziert. Bei größeren Kammern wird empfohlen, die 5 Messpunkte auf mindestens 3 Ebenen oder sogar auf jeder Ebene zu platzieren und die Probenmesswerte alle 1-5 Minuten über 24, 48 oder 72 Stunden abzulesen.

 

Kabellose Logger werden empfohlen, da selbst bei den meisten Standard-Klimakammern, die über einen oder mehrere Anschlüsse verfügen, die Integrität der Kammer beeinträchtigt werden kann (Leckage), wenn Kabel verwendet werden.

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Methode

In der Pharma- und Medizinprodukteindustrie erfordert die Validierung von Klimaprüfkammern den Einsatz fortschrittlicher Software wie ValSuite Pro aufgrund ihrer 21 CFR Part 11 Konformität, ausgefeilter Reports und Funktionen. Für Branchen, in denen keine elektronischen Aufzeichnungen erforderlich sind, bietet ValSuite Basic die entsprechende Funktionalität.

 

Für Validierungszwecke ist die Erstellung einer Einheit mit exakten, durch Bilder dokumentierten Positionen der einzelnen Messpunkte von Vorteil, wenn viele Messpunkte verwaltet werden. Das Hinzufügen eines Profils mit Limitreport sowie eines Statistikreports ist nützlich und zeitsparend.
Am Ende jeder Studie können die Reports mit elektronischer Unterschrift(en) versehen, gespeichert, gedruckt und in einem sicheren und gesperrten PDF-Format verteilt werden.

Kalibrierung

Mit Hilfe der eingebauten Kalibrierfunktion kann der Anwender die Ellab-Sensoren in regelmäßigen Abständen kalibrieren Die ValSuite Pro Software generiert einen einfach zu lesenden Kalibrierreport, welcher die vom Anwender festgelegten Kalibrierpunkte und Akzeptanzkriterien beinhaltet. Es wird empfohlen, Ellab-Sensoren und Sonden mindestens einmal im Jahr zur Werkskalibrierung einzusenden (inklusive rückführbarem Kalibrierzertifikat).

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Umweltprüfungen

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