Temperatursonden-Puffertypen für pharmazeutische & biotechnologische Temperaturüberwachungsanwendungen
Wir erhalten oft Fragen zu Dämpfungsmethoden für Temperatursonden. Vaisala bietet Aluminiumzylinder, die für unsere Temperatursonden entwickelt wurden, um Fehlalarme zu reduzieren, wenn sich die Raum- oder Kammerlufttemperatur ändert.
Bei einigen Temperaturüberwachungsanwendungen gibt es normale Schwankungen, die nur Probleme verursachen, wenn die Temperaturänderung über einen langen Zeitraum anhält.
Kurzzeitige Änderungen haben wenig Einfluss auf das Produkt. Und die übliche Praxis besteht darin, die Schwellenwerte des Überwachungssystems auf die Lagerungsspezifikationen des Produkts einzustellen. Bei Verwendung einer empfindlichen Temperatursonde verhindert ein Puffersystem, dass kurze Ausreißer Fehlalarme auslösen.
Aber wie haben wir unseren Zylinder-Puffer entwickelt? Wie wissen wir, dass er anderen branchenüblichen und akzeptierten Geräten entspricht? Es gibt eine einfache und eine komplizierte Antwort. Für die einfache Antwort verstehen wir die gängigen Betriebsumgebungen, die unsere Kunden für die Überwachung von Proben, Medikamenten und Impfstoffen (2 – 8°C) verwenden. Wir kennen auch die thermischen Eigenschaften gängiger Puffer (40 mL Glykol 20%) und die thermischen Eigenschaften von Metallen.
Für unsere thermischen Pufferblöcke war Aluminium das Material der Wahl aufgrund mehrerer Eigenschaften, die es effektiv machen: Es ist kosteneffizient, leicht, stark, formbar und daher leicht herzustellen, korrosionsbeständig mit zufriedenstellenden thermischen und elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften.
Der perfekte thermische Puffer (für uns) erstellen
Dieses Temperaturdiagramm zeigt einen von vielen Tests, nachdem wir den Aluminiumzylinder-Puffer erstellt hatten. Die rote Linie ist eine Temperatursonde in einer 40ml Glykolflasche, einem Standardflüssigkeitsmedium, das verwendet wird, um einen Temperatursensor zu puffern, und dessen Reaktion auf eine Temperaturänderung zu verzögern. Die grüne Linie ist der Puffer. Wir konnten den Zylinder aufgrund von zwei bekannten Fakten über Aluminium konstruieren: seine thermische Kapazität und seine spezifische Wärme.
Thermische Leistung von Aluminium
Aluminium hat eine spezifische Wärme von 0,900 J/g°C. Das bedeutet, dass 1 Gramm Aluminium 0,900 Joule Energie benötigt, um 1°C zu erwärmen. Das ist fast doppelt so viel wie Eisen. Aluminium hat auch eine höhere thermische Leitfähigkeit als die meisten anderen Materialien, mit 205 W/mK, was bedeutet, dass es Wärme schneller übertragen kann.
Die Kombination aus hoher spezifischer Wärme und hoher thermischer Leitfähigkeit macht Aluminium zu einem idealen Material für thermische Puffer. Es kann viel Wärme aufnehmen und übertragen, ohne seine Temperatur wesentlich zu ändern.
Wie wir unseren Aluminium-Puffer testeten
Unser Forschungs- und Entwicklungsteam hat Tests durchgeführt, um den optimalen Aluminiumzylinder für unsere Anwendungen zu bestimmen. Wir haben die thermischen Eigenschaften von verschiedenen Zylindertypen, -größen und -formen verglichen, um die beste Konfiguration zu finden. Das Ergebnis ist ein Puffer, der schnell auf Temperaturänderungen reagiert, aber auch genug Masse hat, um die Temperatur stabil zu halten und Fehlalarme zu vermeiden.
