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Prüfung der Eignung von Hohlraumstrahlern für die messtechnische
Kontrolle von Infrarot-Strahlungsthermometern
(Ergänzung zum Teil 1, Abschnitt B, Kapitel 2.2 des Leitfadens zu messtechnischen Kontrollen
von Medizinprodukten mit Messfunktion (LMKM))
Diese Empfehlung beschreibt die Durchführung der Prüfung auf Eignung von Infrarot-
Hohlraumstrahlern, die zur messtechnischen Kontrolle von Infrarot-Strahlungsthermometern ein-
gesetzt werden. Sie legt auch die einzuhaltenden Grenzwerte der nach diesem Verfahren ermittel-
ten Werte fest. Das Verfahren beruht auf Vergleichsmessungen des zu prüfenden Infrarot-
Hohlraumstrahlers,
im
Weiteren
als
Kalibrierstrahler
bezeichnet,
mit
einem
Referenz-
Hohlraumstrahler unter Referenzlaborbedingungen.
1 Prüfablauf und Prüfumfang
Der zu prüfende Kalibrierstrahler muss unter Laborbedingungen gegen einen Referenz-
Hohlraumstrahler mit Hilfe des Infrarot-Strahlungsthermometers geprüft werden, für das der
Kalibrierstrahler vom Hersteller vorgesehen ist. Die Eignung des Kalibrierstrahlers erstreckt sich
immer nur auf die Bauart eines Infrarot-Strahlungsthermometers, für das die Prüfung durchgeführt
wurde. Sollen messtechnisch verschiedene Infrarot-Strahlungsthermometer mit dem Kalibrier-
strahler geprüft werden, so ist das hier beschriebene Verfahren erneut durchzuführen. Die Kalibrie-
rung des Referenz-Hohlraumstrahlers muss entweder von einem nationalen Metrologieinstitut oder
einem für die Kalibrierung von Infrarotstrahlern kompetenten Kalibrierlabor, gemäß LMKM, Teil 1,
Abschnitt A, Anforderungen an Mess- und Prüfeinrichtungen, bescheinigt und auf die Internationale
Temperaturskala (ITS-90) rückgeführt sein.
2 Messtechnische Anforderungen
2.1 Anforderungen an die Laboreinrichtung
Die Prüfung ist unter folgenden Referenzbedingungen durchzuführen:
-
Umgebungstemperatur:
23 °C ± 5 °C, jedoch nicht niedriger oder höher als die für den
Kalibrierstrahler (Transferstandard) und das verwendete Infrarot-
Strahlungsthermometer im Messbetrieb zulässige Umgebungs-
temperatur,
-
relative Luftfeuchte:
50 % ± 20 %, jedoch nicht niedriger oder höher als die für den
Kalibrierstrahler (Transferstandard) und das verwendete Infrarot-
Strahlungsthermometer im Messbetrieb zulässige Luftfeuchte,
-
Versorgungsspannung:
innerhalb
des
zulässigen
Bereichs
des
verwendeten
Kalibrierstrahlers.
2.2 Anforderungen an den Referenz-Hohlraumstrahler
Für die ordnungsgemäße Durchführung der Prüfung sind die nachstehenden Anforderungen an den
als Badstrahler ausgeführten Referenz-Hohlraumstrahler (Hohlraum betrieben im geregelten
Referenz-Wasserbad mit Referenz-Thermometer z. B. gemäß Abbildung 1) einzuhalten:

image
2
-
Referenz-Thermometer zur Bestimmung der Temperatur des Wasserbades: Messunsicher-
heit ≤ 0,03 °C (Erweiterungsfaktor
k
= 2). Das Thermometer muss auf die Internationale
Temperaturskala (ITS-90) rückgeführt sein.
-
Geregeltes Referenz-Wasserbad mit Umwälzung und einem Mindestvolumen von 5 Litern:
Temperaturstabilität ± 0,02 K, örtliche Temperaturabweichung ± 0,01 K innerhalb des
Arbeitsbereiches bei einer festgelegten Temperatur.
-
Referenz-Hohlraumstrahler (schwarzer Strahler), eingetaucht in das Referenz-Wasserbad:
Messunsicherheit seiner Strahlungstemperatur ≤ 0,05 °C (Erweiterungsfaktor
k
= 2) innerhalb
des Temperaturmessbereichs. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für einen geeigneten Referenz-
Hohlraumstrahler.
Abbildung 1 Beispiel für einen Referenz-Hohlraumstrahler
3 Durchführung der Vergleichsmessungen
3.1 Beschaffenheitsprüfung
Die Gebrauchsanweisungen zum Kalibrierstrahler und zum Infrarot-Strahlungsthermometer müssen
vorliegen. Die Geräte müssen in allen Bestandteilen den Beschreibungen in den Gebrauchsanweisun-
gen entsprechen. Skalen, Aufschriften und Bezeichnungen müssen den Herstellerangaben entspre-
chen. Die Geräte müssen frei von offensichtlichen Mängeln sein.
3.2 Messtechnische Prüfung
Die Messungen sind unter Referenzlaborbedingungen (vgl. 2.1) durchzuführen. Kalibrierstrahler und
Referenz-Hohlraumstrahler sind auf die gleiche Strahlungstemperatur einzustellen. Der Messkopf des
Infrarot-Strahlungsthermometers misst im Wechsel die Strahlungstemperatur des zu prüfenden
Kalibrierstrahlers und des Referenz-Hohlraumstrahlers. Dazu muss das Infrarot-Strahlungs-
thermometer abwechselnd in den Kalibrierstrahler und den Referenz-Hohlraumstrahler eingeführt
werden. Diese Vergleichsmessung muss mindestens 15-mal wiederholt werden. Die Standard-
abweichung dieser Vergleichsmessung darf 40 mK nicht überschreiten, um mit einer Gesamtmess-
unsicherheit von 120 mK verträglich zu sein. Das Infrarot-Strahlungsthermometer muss in seinem
Kalibriermodus betrieben werden. Die vom Infrarot-Strahlungsthermometer angezeigte Strahlungs-

3
temperatur
des
Kalibrierstrahlers
muss
mit
der
Strahlungstemperatur
des
Referenz-
Hohlraumstrahlers verglichen werden. Falls das Infrarot-Strahlungsthermometer in einem anderen
als dem Kalibriermodus kalibriert worden ist, muss vor Bestimmung der Differenz eine Umrechnung
der Messwerte gemäß dem vom Hersteller angegebenen Korrekturverfahren erfolgen. Die Korrek-
turwerte oder die entsprechenden Kalibrierwerte des Referenz-Hohlraumstrahlers sind zu berück-
sichtigen. Die unkorrigierten und gegebenenfalls die umgerechneten Messwerte sowie die Korrektur-
bzw. Kalibrierwerte sind zu dokumentieren.
Die Vergleichsmessungen sind für drei, möglichst gleichmäßig über den Temperaturbereich des
Kalibrierstrahlers verteilte Strahlungstemperaturen, durchzuführen.
4 Zulässige Abweichungen
Die gemessenen Strahlungstemperaturen des Kalibrierstrahlers müssen den Anforderungen an die
Fehlergrenzen nach DIN EN ISO 80601-2-56 [1] genügen. Mathematisch bedeutet das, dass bei keiner
der drei gemessenen Strahlungstemperaturen des Kalibrierstrahlers die Abweichung größer als
0,07 °C in Bezug auf den Referenz-Hohlraumstrahler und damit auf die ITS-90 sein darf.
Bedingt
durch
den
nicht
vermeidbaren
Einfluss
der
Messunsicherheit
des
Referenz-
Hohlraumstrahlers bei dem beschriebenen Verfahren beträgt in der Praxis die maximale erlaubte
Abweichung des Kalibrierstrahlers:
0,120 °C.
Bei Einhaltung dieses Wertes ist von der Eignung des geprüften Kalibrierstrahlers auszugehen.
5 Referenzen
[1]
ISO 80601-2-56:2017 Medical electrical equipment -- Part 2-56: Particular requirements for
basic safety and essential performance of clinical thermometers for body temperature
measurement