Bump-Test bestanden, Kalibrierung nicht: Reaktionszeit und Sensorabweichung richtig interpretieren

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Ein tragbares Gaswarngerät wird vor dem Einsatz mit Prüfgas beaufschlagt. Der Sensor reagiert, der Messwert steigt an und der akustische, optische und vibrierende Alarm wird ausgelöst. Der Bump-Test wird deshalb als bestanden bewertet.

Bei der anschließenden Kalibrierprüfung entsteht jedoch ein anderes Bild: Die Prüfgasflasche enthält beispielsweise eine bekannte Konzentration von 50 ppm, das Gerät stabilisiert sich aber nur bei etwa 35 ppm. Oder der Messwert erreicht die erwartete Konzentration erst deutlich später als vorgesehen.

Wie kann ein Gaswarngerät den Bump-Test bestehen und bei der Kalibrierung trotzdem auffällig sein?

Der scheinbare Widerspruch entsteht, weil beide Prüfungen unterschiedliche Fragen beantworten.

Der Bump-Test prüft in erster Linie: Reagiert das Gaswarngerät auf Gas und funktioniert die Alarmierung?

Eine Kalibrier- beziehungsweise Genauigkeitsprüfung beantwortet dagegen:

Wie genau entspricht der angezeigte Messwert einer bekannten Prüfgaskonzentration?

Ein Sensor kann deshalb noch empfindlich genug sein, um einen Alarm auszulösen, obwohl seine Empfindlichkeit bereits deutlich nachgelassen hat.

Zusätzlich muss zwischen Sensorabweichung und verzögerter Gaszufuhr unterschieden werden. Insbesondere bei Geräten mit Pumpe, Prüfgasschlauch oder langen Probenahmeleitungen können Schlauchvolumen, Durchfluss, Filter und Totvolumen die Zeit beeinflussen, bis das Prüfgas überhaupt am Sensor ankommt.

Tragbare Geräte für den Personenschutz und die Freigabemessung finden Sie bei ICS Schneider unter Tragbare Gaswarngeräte. Eine Übersicht weiterer Lösungen finden Sie unter Gasmessgeräte / Gaswarngeräte.

Bump-Test, Kalibrierprüfung und Justierung unterscheiden

In der Praxis werden die Begriffe Bump-Test, Kalibrierung und Justierung häufig vermischt.

Messtechnisch erfüllen sie jedoch unterschiedliche Aufgaben.

Bump-Test beziehungsweise Funktionstest

Bei einem Bump-Test wird das Gaswarngerät kurzzeitig mit geeignetem Prüfgas beaufschlagt.

Geprüft wird insbesondere:

• gelangt Gas zum Sensor,
• reagiert der Sensor grundsätzlich,
• steigt beziehungsweise fällt die Anzeige in die erwartete Richtung,
• wird die Alarmgrenze erreicht,
• funktioniert der akustische Alarm,
• funktioniert der optische Alarm,
• funktioniert gegebenenfalls der Vibrationsalarm.

Ein klassischer Bump-Test ist damit vor allem eine Funktionskontrolle.

Er ist nicht automatisch eine vollständige quantitative Genauigkeitsprüfung über den Messbereich.

Bei automatisierten Prüfstationen können zusätzlich herstellerspezifische Kriterien für Reaktionszeit und Signalhöhe bewertet werden. Entscheidend ist deshalb immer das für das konkrete Gerät definierte Prüfverfahren.

Kalibrierprüfung

Bei einer Kalibrier- beziehungsweise Genauigkeitsprüfung wird der angezeigte Messwert mit einer bekannten Prüfgaskonzentration verglichen.

Beispielsweise:

Prüfgas: 50 ppm CO

Anzeige des Gerätes: 48 ppm CO

Aus der Differenz lässt sich die Messabweichung bestimmen.

Ob diese Abweichung zulässig ist, richtet sich nach:

• Herstellerangaben,
• Sensortyp,
• Messbereich,
• betrieblicher Prüfvorschrift,
• gegebenenfalls anzuwendenden Normen oder Regelwerken.

Eine allgemeingültige Toleranz für sämtliche Gaswarngeräte und Sensoren gibt es nicht.

Justierung

Zeigt das Gerät eine unzulässige Abweichung, kann je nach Gerät eine Justierung durchgeführt werden.

Dabei wird die Gerätekennlinie beziehungsweise Sensorempfindlichkeit so angepasst, dass die Anzeige wieder zur bekannten Prüfgaskonzentration passt.

Technisch sauber sollte deshalb unterschieden werden:

• Kalibrieren: Abweichung feststellen,
• Justieren: Messgerät einstellen beziehungsweise korrigieren,
• erneut prüfen: kontrollieren, ob die geforderte Genauigkeit anschließend eingehalten wird.

Warum ein Bump-Test trotz Messabweichung bestehen kann

Der wichtigste Zusammenhang lässt sich an der Alarmgrenze erklären.

Angenommen, ein Sensor reagiert aufgrund von Alterung nur noch mit etwa 70 % seiner ursprünglichen Empfindlichkeit.

Ein ausreichend hoch konzentriertes Prüfgas kann trotzdem noch einen Messwert erzeugen, der oberhalb der eingestellten Alarmgrenze liegt.

Das Gerät:

• erkennt Gas,
• zeigt einen steigenden Messwert,
• überschreitet die Alarmgrenze,
• aktiviert alle Alarme.

Der Bump-Test kann damit erfolgreich erscheinen.

Bei einer quantitativen Prüfung fällt jedoch auf:

Der Sensor reagiert zwar, aber nicht mehr mit der richtigen Empfindlichkeit.

Genau deshalb darf aus:

Bump-Test bestanden

nicht automatisch geschlossen werden:

Messgenauigkeit vollständig in Ordnung

Beispiel: Alarm funktioniert, Messwert ist trotzdem zu niedrig

Ein vereinfachtes Beispiel verdeutlicht den Unterschied.

Angenommen:

• Alarmgrenze eines CO-Kanals: 25 ppm,
• verwendetes Prüfgas: 50 ppm CO.

Ein korrekt arbeitender Sensor sollte unter definierten Prüfbedingungen einen Messwert nahe der bekannten Prüfgaskonzentration liefern.

Ein gealterter Sensor zeigt jedoch nur:

32 ppm CO

Das Gerät überschreitet trotzdem die Alarmgrenze von 25 ppm.

Der Alarm ertönt.

Ein einfacher Bump-Test könnte damit sein Funktionsziel erreicht haben.

Die Messabweichung gegenüber dem Prüfgas beträgt dagegen:

50 ppm - 32 ppm = 18 ppm

beziehungsweise bezogen auf die Prüfgaskonzentration:

18 / 50 × 100 % = 36 %

Eine derart große Abweichung wäre für viele Messaufgaben offensichtlich kritisch.

Die genannten Werte sind lediglich ein Rechenbeispiel und keine allgemein gültigen Alarm- oder Toleranzwerte.

Prüfgaskonzentration richtig auswählen und anwenden

Die Qualität einer Kalibrierprüfung hängt unmittelbar von der verwendeten Prüfgasversorgung ab.

Zu kontrollieren sind insbesondere:

• richtige Gasart,
• richtige Konzentration,
• richtige Trägergaszusammensetzung,
• Gültigkeit beziehungsweise Verfallsdatum der Prüfgasflasche,
• passender Druckminderer beziehungsweise Durchflussregler,
• geeigneter Prüfgasschlauch,
• korrekter Kalibrieradapter,
• ausreichende Beaufschlagungszeit.

Besonders bei Mehrgasgeräten muss sichergestellt sein, dass die verwendete Prüfgasmischung tatsächlich zur installierten Sensorkonfiguration passt.

Eine falsche Prüfgaskonzentration kann wie ein Sensorfehler aussehen.

Eingestellten Kalibrierwert kontrollieren

Bei manchen Geräten oder Prüfstationen muss die Sollkonzentration der verwendeten Gasflasche hinterlegt werden.

Steht auf der Flasche beispielsweise:

50 ppm CO

während im Gerät versehentlich:

100 ppm CO

hinterlegt sind, kann eine technisch korrekte Sensorreaktion als erhebliche Unteranzeige interpretiert werden.

Vor einer Sensorentscheidung sollte deshalb immer geprüft werden:

Stimmt der hinterlegte Kalibrierwert mit dem Zertifikat beziehungsweise Etikett der tatsächlich angeschlossenen Prüfgasflasche überein?

Nullpunkt und Nullgas richtig bewerten

Vor einer Empfindlichkeitsprüfung muss der Nullpunkt des Sensors korrekt sein.

Bei vielen Anwendungen kann eine Nullung in sauberer Umgebungsluft erfolgen.

Das setzt allerdings voraus, dass diese Umgebung tatsächlich frei von relevanten Zielgasen und störenden Konzentrationen ist.

Ist das nicht sicher gewährleistet, kann geeignetes Nullgas erforderlich sein.

Ein fehlerhafter Nullpunkt verschiebt die gesamte Messung.

Beispiel:

korrekter Nullpunkt: 0 ppm

tatsächlicher Offset: +8 ppm

Bei einer anschließenden Prüfgasbeaufschlagung kann dadurch die Bewertung der Sensorempfindlichkeit verfälscht werden.

Nullung niemals in unbekannter Atmosphäre erzwingen

Problematisch wäre beispielsweise eine Nullung eines CO-Sensors in einem Bereich, in dem tatsächlich bereits eine geringe CO-Konzentration vorhanden ist.

Das Gerät würde diese vorhandene Konzentration als Nullpunkt interpretieren.

Bei späteren Messungen könnte dadurch systematisch zu wenig angezeigt werden.

Deshalb gilt:

Nullen nur unter Bedingungen, die nach Herstellerangaben tatsächlich als Nullreferenz geeignet sind.

Was bedeutet die Ansprechzeit T90?

Neben der Messabweichung ist bei Gasdetektoren auch die zeitliche Reaktion wichtig.

Eine häufig verwendete Kenngröße ist die Ansprechzeit:

T90

Vereinfacht beschreibt T90 die Zeit, die ein Messsystem nach einer sprunghaften Änderung der Gaskonzentration benötigt, um 90 % seines stabilisierten Endwertes zu erreichen.

Angenommen, ein Sensor wird von:

0 ppm

sprunghaft mit:

100 ppm

beaufschlagt.

Liegt der stabilisierte Endwert bei 100 ppm, ist für die T90-Betrachtung der Punkt:

90 ppm

relevant.

Wird dieser nach beispielsweise 25 Sekunden erreicht, beträgt die unter diesen definierten Bedingungen ermittelte T90 ungefähr:

T90 = 25 s

Eine T90-Angabe ist jedoch nur dann sinnvoll vergleichbar, wenn die Prüfbedingungen bekannt sind.

Sensor-T90 ist nicht automatisch die Reaktionszeit der gesamten Messung

In einer realen Anwendung besteht die Messkette aus mehr als nur dem Sensorelement.

Beispielsweise:

Gasquelle → Schlauch → Filter → Pumpe → Messkammer → Sensor → Signalverarbeitung → Display

Jedes Element kann zusätzliche Verzögerung verursachen.

Deshalb kann ein Sensor mit schneller eigener Reaktion in einer langen Probenahmeleitung trotzdem erst deutlich später eine Änderung anzeigen.

Gastransportzeit und Sensorreaktionszeit unterscheiden

Bei einer ungewöhnlich langsamen Gasreaktion muss zunächst geklärt werden:

Kommt das Prüfgas zu spät am Sensor an oder reagiert der Sensor selbst zu langsam?

Das sind zwei unterschiedliche Fehlerbilder.

Transportverzögerung

Eine Transportverzögerung entsteht beispielsweise durch:

• langen Prüfgasschlauch,
• großen Schlauchinnendurchmesser,
• geringen Durchfluss,
• große Adaptervolumina,
• lange Probenahmeleitungen,
• Filtervolumen.

Sensorverzögerung

Die Sensorreaktion selbst kann unter anderem beeinflusst werden durch:

• Sensorprinzip,
• Sensoralterung,
• Temperatur,
• Feuchtigkeit,
• Filterzustand,
• Kontamination,
• Vergiftung beziehungsweise Schädigung bestimmter Sensortypen.

Für die Fehlersuche ist diese Trennung entscheidend.

Einfluss von Prüfgasschlauch und Schlauchvolumen

Bei gepumpten Gaswarngeräten und externen Prüfgasaufbauten besitzt der Schlauch ein eigenes Innenvolumen.

Dieses Volumen muss zunächst mit Prüfgas gefüllt werden.

Für einen geraden Schlauch kann das geometrische Innenvolumen näherungsweise berechnet werden mit:

V = π · d² / 4 · L

mit:

• V = Schlauchinnenvolumen,
• d = Innendurchmesser,
• L = Schlauchlänge.

Beispiel

Angenommen:

• Schlauchlänge: 3 m,
• Innendurchmesser: 4 mm.

Das geometrische Innenvolumen beträgt ungefähr:

V ≈ 37,7 ml

Bei einem angenommenen Volumenstrom von:

500 ml/min

ergibt sich rein geometrisch für einen einfachen Volumenaustausch ungefähr:

t ≈ 37,7 / 500 min

t ≈ 4,5 s

Dieses Beispiel ist nur eine theoretische Veranschaulichung.

Die reale Transport- und Ansprechzeit kann länger sein, weil zusätzlich:

• Vermischung,
• Sensorreaktion,
• Filter,
• Adaptervolumen,
• Adsorption an Oberflächen

eine Rolle spielen können.

Lange Probenahmeleitung nicht mit Sensorfehler verwechseln

Wird die Zeitmessung bereits beim Öffnen der Prüfgasflasche gestartet, obwohl sich zwischen Flasche und Sensor mehrere Meter Schlauch befinden, enthält das Ergebnis:

Transportzeit + Gerätezeit + Sensorreaktionszeit

Die so bestimmte Zeit darf nicht ohne Weiteres mit einer reinen Sensor-T90 aus einem Datenblatt verglichen werden.

Reglerdurchfluss und Gasversorgung

Der Prüfgasdurchfluss muss zum verwendeten Messgerät und Prüfverfahren passen.

Ein zu niedriger Durchfluss kann beispielsweise dazu führen, dass:

• nicht genügend Prüfgas zur Verfügung steht,
• Umgebungsluft zugemischt wird,
• die Konzentration am Sensor niedriger als erwartet ist,
• die Reaktionszeit länger erscheint.

Ein unnötig hoher Durchfluss ist ebenfalls nicht automatisch besser.

Prüfkappe, Sensor und Gasführung sind für definierte Betriebsbedingungen ausgelegt.

Deshalb sollte kein beliebiger Regler verwendet werden.

Durchflussregler, Prüfkappe und Anschlussart müssen den Herstellerangaben des Gaswarngerätes entsprechen.

Festdurchfluss oder bedarfsgesteuerter Regler

Je nach Geräte- und Prüfkonzept können unterschiedliche Gasregler eingesetzt werden.

Bei einem Festdurchflussregler wird ein definierter Volumenstrom bereitgestellt.

Ein bedarfsgesteuerter Regler stellt Gas entsprechend dem Bedarf des angeschlossenen Systems zur Verfügung.

Welche Variante richtig ist, hängt insbesondere von:

• Pumpenbetrieb,
• Diffusionsbetrieb,
• Kalibrieradapter,
• Herstellerfreigabe

ab.

Pumpengerät und Diffusionsgerät unterscheiden

Bei tragbaren Gaswarngeräten gibt es zwei grundlegend unterschiedliche Arten, wie Gas an den Sensor gelangt.

Diffusionsbetrieb

Bei einem Diffusionsgerät gelangt das Umgebungsgas ohne aktive Ansaugpumpe zur Sensoröffnung.

Für den Personenschutz ist das häufig eine sehr kompakte und robuste Lösung.

Beim Bump-Test wird das Prüfgas über eine dafür vorgesehene Prüfkappe beziehungsweise Kalibrierplatte an die Sensoren geführt.

Pumpenbetrieb

Bei einem gepumpten Gerät wird die Probe aktiv angesaugt.

Dies wird beispielsweise für Freigabemessungen verwendet, wenn die Atmosphäre aus einiger Entfernung beziehungsweise aus einem Behälter oder engen Raum geprüft werden soll.

Bei dieser Messart gehören zusätzlich zur Messkette:

• Pumpe,
• Probenahmeschlauch,
• gegebenenfalls Sonde,
• Filter,
• Anschlussadapter.

Damit steigt die Zahl möglicher Ursachen für eine verzögerte oder zu geringe Anzeige.

Gleiches Gerät, unterschiedliche Reaktionszeit

Ein Gaswarngerät kann deshalb bei direkter Prüfgasbeaufschlagung schnell reagieren und bei einer Messung über eine lange Ansaugleitung deutlich später.

Das bedeutet nicht automatisch, dass sich der Sensor verändert hat.

Der zusätzliche Transportweg muss berücksichtigt werden.

Filter, Adapter und Sensoröffnung prüfen

Bevor ein Sensor als fehlerhaft eingestuft wird, sollte der komplette Gasweg kontrolliert werden.

Typische Prüfstellen sind:

• Sensoröffnung,
• Staubfilter,
• hydrophobe Filter,
• Prüfgaskappe,
• Kalibrieradapter,
• Schlauch,
• Schlauchkupplungen,
• Pumpeneingang.

Ein teilweise verschlossener Filter kann eine Gaszufuhr noch ermöglichen.

Der Sensor reagiert dann möglicherweise ausreichend für einen Alarm, aber:

• langsamer,
• mit niedrigerem transientem Messwert,
• erst nach längerer Prüfgasbeaufschlagung.

Genau dieses Verhalten kann zunächst wie Sensordrift aussehen.

Sensordrift und Empfindlichkeitsverlust erkennen

Gassensoren sind keine zeitlich vollkommen unveränderlichen Komponenten.

Die Sensorempfindlichkeit kann sich im Laufe der Nutzung verändern.

Mögliche Einflussgrößen sind:

• Alterung,
• hohe oder niedrige Temperaturen,
• Feuchtigkeit,
• häufige Gasexposition,
• Überbereichsbelastung,
• Kontamination,
• bestimmte störende Stoffe,
• mechanische oder elektrische Alterung.

Typische Hinweise auf einen Empfindlichkeitsverlust sind:

• Prüfgaswert wird dauerhaft unterschritten,
• immer größere Justierung erforderlich,
• Ansprechzeit nimmt zu,
• Messwert stabilisiert sich nicht,
• Kalibrierung muss ungewöhnlich häufig wiederholt werden.

Drift ist nicht immer Unteranzeige

Sensorabweichungen können grundsätzlich in beide Richtungen auftreten.

Ein Gerät kann:

• zu wenig anzeigen,
• zu viel anzeigen,
• einen verschobenen Nullpunkt besitzen,
• eine veränderte Empfindlichkeit besitzen.

Deshalb sollte nicht nur geprüft werden, ob überhaupt ein Alarm entsteht.

Messabweichung richtig bewerten

Für eine einfache Bewertung kann die absolute Messabweichung berechnet werden:

ΔC = CAnzeige - CPrüfgas

Die relative Abweichung bezogen auf die Prüfgaskonzentration beträgt:

δ = (CAnzeige - CPrüfgas) / CPrüfgas · 100 %

Beispiel:

Prüfgas = 100 ppm

Anzeige = 88 ppm

Damit:

ΔC = -12 ppm

und:

δ = -12 %

Ob diese Abweichung akzeptabel ist, darf jedoch nicht allein anhand einer frei gewählten Prozentgrenze entschieden werden.

Maßgeblich sind die für das konkrete Gerät und Prüfverfahren festgelegten Akzeptanzkriterien.

Was tun, wenn die Kalibriergrenze überschritten wird?

Wird bei einer Genauigkeitsprüfung eine unzulässige Abweichung festgestellt, sollte nicht sofort der Sensor ausgetauscht werden.

Zunächst sollte systematisch geprüft werden:

1. Ist die richtige Prüfgasflasche angeschlossen?
2. Ist die Prüfgaskonzentration korrekt?
3. Ist das Prüfgas noch innerhalb der zulässigen Verwendungsdauer?
4. Ist im Gerät die richtige Sollkonzentration hinterlegt?
5. Ist der Nullpunkt korrekt?
6. Ist der richtige Kalibrieradapter montiert?
7. Ist der Schlauch geeignet und dicht?
8. Ist der Gasdurchfluss korrekt?
9. Sind Filter und Sensoröffnungen frei?
10. Wurde ausreichend lange Prüfgas zugeführt?
11. Ist die Umgebungstemperatur innerhalb des zulässigen Bereichs?
12. Ist das richtige Zielgas beziehungsweise Kalibriergas gewählt?

Erst wenn diese Punkte ausgeschlossen sind, sollte die Sensorempfindlichkeit selbst näher bewertet werden.

Justierung durchführen

Ist das Gerät grundsätzlich funktionsfähig, kann entsprechend der Herstellervorgabe eine Justierung durchgeführt werden.

Anschließend sollte erneut mit bekanntem Prüfgas geprüft werden.

Eine erfolgreiche Justierung bedeutet nicht lediglich:

Gerät hat die Justierfunktion beendet

sondern:

Der anschließende Messwert muss wieder innerhalb der für das Gerät festgelegten Akzeptanzgrenzen liegen.

Wann Sensor oder Gaswarngerät ausgetauscht werden sollten

Ein Sensoraustausch beziehungsweise eine Instandsetzung wird insbesondere relevant, wenn ein Gerät trotz korrektem Prüfaufbau:

• nicht mehr erfolgreich justiert werden kann,
• wiederholt außerhalb der zulässigen Messabweichung liegt,
• eine unzulässig lange Reaktionszeit besitzt,
• keinen stabilen Messwert erreicht,
• einen stark driftenden Nullpunkt zeigt,
• einen Sensorfehler meldet,
• den Bump-Test nicht mehr zuverlässig besteht.

Die konkrete Austauschentscheidung muss entsprechend der Herstellervorgaben für Sensor und Gerät erfolgen.

Bei sicherheitsrelevanten Gaswarngeräten sollte ein Gerät mit ungeklärtem Prüf- oder Kalibrierfehler nicht einfach weiterverwendet werden.

Typische Fehlerbilder bei Bump-Test und Kalibrierung

Beobachtung	Mögliche Ursache	Sinnvolle Prüfung
Bump-Test bestanden, Kalibrierwert deutlich zu niedrig	Sensor reagiert noch ausreichend für Alarm, besitzt aber reduzierte Empfindlichkeit	Prüfgasversorgung kontrollieren und quantitative Kalibrierprüfung wiederholen
Alarm wird schnell ausgelöst, Endwert bleibt jedoch zu niedrig	Sensorempfindlichkeit beziehungsweise falscher Kalibrierwert	Prüfgaskonzentration und Sensorkalibrierung prüfen
Messwert steigt sehr langsam, erreicht am Ende aber den richtigen Wert	Transportverzögerung, Filter oder verlängerte Sensorreaktion	Schlauch, Durchfluss und Reaktionszeit getrennt untersuchen
Mit kurzem Schlauch schnell, mit langem Schlauch deutlich langsamer	Gastransportzeit	Schlauchvolumen und Pumpendurchfluss berücksichtigen
Anzeige zu niedrig und instabil	Zu geringer Prüfgasdurchfluss oder Undichtigkeit	Regler, Verbindungen und Kalibrieradapter prüfen
Alle Sensoren eines Mehrgasgerätes zeigen gleichzeitig zu wenig	Problem der gemeinsamen Prüfgasversorgung möglich	Gasflasche, Druckminderer, Schlauch und Durchfluss prüfen
Nur ein Sensor zeigt deutlich zu wenig	Sensor- oder gasspezifisches Problem wahrscheinlicher	Einzelkanal, Sensoralter und Kalibrierdaten prüfen
Messwert beginnt nicht bei Null	Nullpunktfehler oder belastete Nullatmosphäre	Mit geeigneter Nullreferenz erneut prüfen
Kalibrierung funktioniert mit neuer Prüfgasflasche plötzlich wieder	Altes, falsches oder ungeeignetes Prüfgas	Flaschendaten und Gültigkeit dokumentieren
Bump-Test dauert zunehmend länger	Filterverschmutzung, Sensoralterung oder Gastransportproblem	Reaktionszeittrend und Gasweg prüfen
Pumpengerät reagiert ohne Schlauch normal, mit Probenahmeschlauch schlecht	Schlauch, Filter, Leckage oder Transportverzögerung	Probenahmeweg abschnittsweise überprüfen
Gerät lässt sich nicht mehr erfolgreich justieren	Sensor am Ende des nutzbaren Bereichs oder technischer Fehler	Herstellerdiagnose beziehungsweise Sensorservice durchführen

Systematische Fehlersuche bei bestandenem Bump-Test und fehlerhafter Kalibrierung

Eine strukturierte Vorgehensweise verhindert, dass funktionierende Sensoren unnötig ausgetauscht oder echte Sensorprobleme übersehen werden.

1. Prüfergebnis genau definieren: Was bedeutet „Bump bestanden“ beim verwendeten Gerät beziehungsweise Prüfstand?
2. Prüfgas identifizieren: Gasart, Konzentration, Trägergas und Flaschennummer dokumentieren.
3. Gültigkeit prüfen: Verwendungsdatum beziehungsweise Zertifikat des Prüfgases kontrollieren.
4. Sollwert kontrollieren: Hinterlegte Kalibriergaskonzentration mit der Flasche vergleichen.
5. Nullpunkt prüfen: Gerät nur in geeigneter Nullatmosphäre nullen.
6. Gasweg kontrollieren: Adapter, Filter, Schlauch und Sensoröffnung prüfen.
7. Durchfluss prüfen: Herstellergeeigneten Regler verwenden.
8. Schlauchlänge dokumentieren: Besonders bei Pumpengeräten und Fernprobenahmen.
9. Transportzeit berücksichtigen: Zeit nicht automatisch als Sensor-T90 interpretieren.
10. Prüfgas ausreichend lange zuführen: Stabilisierung beziehungsweise Herstellerverfahren beachten.
11. Endwert dokumentieren: Nicht nur „Alarm ja/nein“ festhalten.
12. Reaktionszeit dokumentieren: Zeitpunkt des Gasbeginns eindeutig definieren.
13. Sensoren einzeln vergleichen: Bei Mehrgasgeräten prüfen, ob nur ein Kanal auffällig ist.
14. Justierung durchführen: Nur nach Herstellervorgabe.
15. Kontrollmessung durchführen: Nach Justierung erneut mit bekanntem Prüfgas prüfen.
16. Trend betrachten: Frühere Bump- und Kalibrierdaten vergleichen.
17. Austausch entscheiden: Sensor ersetzen oder Gerät instand setzen, wenn die zulässigen Kriterien nicht mehr erreicht werden.
18. Prüfung dokumentieren: Prüfgas, Gerät, Sensor, Datum, Ergebnisse und Maßnahmen festhalten.

Praxisbeispiel: CO-Sensor besteht Bump-Test, zeigt aber zu wenig

Ein tragbares Mehrgaswarngerät wird regelmäßig vor dem Einsatz geprüft.

Der CO-Kanal besitzt bei der letzten Funktionsprüfung keine offensichtliche Störung.

Schritt 1: Bump-Test

Nach Beaufschlagung mit Prüfgas steigt die CO-Anzeige schnell an.

Der Alarm wird ausgelöst.

Akustischer, optischer und Vibrationsalarm funktionieren.

Der Funktionstest wird zunächst als bestanden bewertet.

Schritt 2: quantitative Prüfung

Anschließend wird das Gerät mit einer bekannten CO-Prüfgaskonzentration beaufschlagt.

Die Flasche enthält beispielsweise:

50 ppm CO

Nach ausreichender Beaufschlagung stabilisiert sich die Anzeige jedoch lediglich bei:

36 ppm CO

Der Sensor reagiert somit eindeutig auf CO, die Empfindlichkeit erscheint jedoch zu niedrig.

Schritt 3: Prüfgasversorgung kontrollieren

Vor einer Sensorbewertung werden kontrolliert:

• Gasart,
• Flaschenkonzentration,
• Gültigkeit,
• Regler,
• Schlauch,
• Kalibrieradapter.

Keine Auffälligkeit wird festgestellt.

Schritt 4: Nullpunkt prüfen

Der Nullpunkt wird unter geeigneten Bedingungen erneut kontrolliert.

Auch hier besteht keine relevante Abweichung.

Schritt 5: Justierung

Das Gerät wird entsprechend der Herstellervorgabe mit der bekannten Prüfgaskonzentration justiert.

Danach wird die Prüfung wiederholt.

Schritt 6: Kontrollmessung

Liegt der Messwert anschließend wieder innerhalb der zulässigen Herstellervorgabe, kann der Sensor grundsätzlich weiter genutzt werden, sofern alle weiteren Prüfkriterien erfüllt sind.

Kann die Empfindlichkeit dagegen nicht mehr ausreichend korrigiert werden, wird eine Instandsetzung beziehungsweise ein Sensoraustausch erforderlich.

Ergebnis

Der ursprünglich bestandene Bump-Test war nicht falsch.

Er hatte korrekt gezeigt:

Der Sensor reagiert auf Gas und das Gerät alarmiert.

Er hatte jedoch nicht bewiesen:

Der Sensor misst die Gaskonzentration noch mit ausreichender Genauigkeit.

Passende ICS-Produkte für Bump-Test, Kalibrierung und tragbare Gasüberwachung

Crowcon T4 – tragbares 4-Gas-Personenschutzgerät

Das bei ICS angebotene Crowcon T4 ist ein tragbares Mehrgaswarngerät für den persönlichen Schutz.

Je nach Konfiguration beziehungsweise Standardausführung werden typische Gasgefahren wie:

• Kohlenmonoxid CO,
• Schwefelwasserstoff H₂S,
• brennbare Gase,
• Sauerstoff O₂

überwacht.

Das Gerät verfügt über akustische, optische und vibrierende Alarmierung und ist für regelmäßige Bump- und Kalibrierprüfungen ausgelegt.

Für die automatisierte Prüfung ist eine entsprechende Prüfstation verfügbar.

Weitere Informationen finden Sie unter Crowcon T4 bei ICS Schneider.

Crowcon Gas-Pro – Mehrgaswarngerät mit optionaler Pumpe

Das Crowcon Gas-Pro eignet sich besonders, wenn neben dem persönlichen Gaswarngerät auch Freigabe- beziehungsweise Pre-Entry-Messungen erforderlich sind.

Das Gerät kann bis zu fünf Gase überwachen und ist je nach Ausführung mit einer internen Pumpe erhältlich.

Damit kann das Gas-Pro sowohl:

• im Diffusionsbetrieb,
• als auch für gepumpte Probenahmen

eingesetzt werden.

Gerade beim Pumpenbetrieb sind die in diesem Beitrag beschriebenen Einflüsse von Probenahmeschlauch, Transportzeit, Filter und Gasweg besonders relevant.

Das Gas-Pro verfügt außerdem über Erinnerungsfunktionen für Bump-Test und Kalibrierung.

Weitere Informationen finden Sie unter Crowcon Gas-Pro bei ICS Schneider.

Crowcon I-Test – automatisierte Bump- und Kalibrierprüfung

Mit dem bei ICS angebotenen Crowcon I-Test lassen sich Prüfungen von kompatiblen Gas-Pro- und T4-Geräten automatisieren.

Das System:

• startet die Prüfung nach Einsetzen des Gerätes automatisch,
• führt Bump-Tests durch,
• überprüft die Sensorreaktion,
• kontrolliert die Alarmfunktionen,
• unterstützt Kalibrierabläufe,
• speichert Bump- und Kalibrierdaten,
• ermöglicht dokumentierte Prüfprotokolle.

Ein automatisierter Prüfstand besitzt einen wesentlichen Vorteil:

Prüfgasversorgung, Prüfablauf, Bewertung und Dokumentation werden reproduzierbarer als bei wechselnden manuellen Prüfaufbauten.

Weitere Informationen finden Sie unter Crowcon I-Test bei ICS Schneider.

Welche Lösung passt zu welcher Aufgabe?

Aufgabe	Sinnvolle Lösung
Persönlicher 4-Gas-Schutz	Crowcon T4
Mehrgasüberwachung mit optionaler Probenahmepumpe	Crowcon Gas-Pro
Freigabemessung aus Behälter oder engem Raum	Gas-Pro mit geeigneter Pumpen- und Probenahmekonfiguration
Regelmäßiger manueller Funktionstest	Gaswarngerät mit geeignetem Prüfgas und zugelassenem Prüfadapter
Automatisierter Bump-Test von T4 beziehungsweise Gas-Pro	Crowcon I-Test
Dokumentation vieler Geräteprüfungen	Automatisierte Prüfstation mit Prüf- und Kalibrierdatenspeicherung

Weitere Geräte finden Sie unter Tragbare Gaswarngeräte bei ICS Schneider.

Fazit

Ein bestandener Bump-Test und eine fehlerhafte Kalibrierprüfung widersprechen sich nicht.

Beide Prüfungen betrachten unterschiedliche Eigenschaften des Gaswarngerätes.

Der Bump-Test beantwortet im Wesentlichen:

Erreicht Prüfgas den Sensor, reagiert das Gerät und funktioniert die Alarmierung?

Die quantitative Kalibrierprüfung beantwortet dagegen:

Wie genau entspricht die Anzeige einer bekannten Gaskonzentration?

Ein Sensor mit reduzierter Empfindlichkeit kann deshalb weiterhin einen Alarm auslösen und trotzdem deutlich zu wenig anzeigen.

Bei einer auffälligen Prüfung darf allerdings nicht automatisch von Sensordrift ausgegangen werden.

Zur vollständigen Messkette gehören ebenfalls:

• Prüfgasflasche,
• Prüfgaskonzentration,
• Nullpunkt,
• Regler,
• Schlauch,
• Filter,
• Kalibrieradapter,
• Pumpe,
• Sensor.

Insbesondere bei gepumpten Geräten muss zusätzlich zwischen der Transportzeit des Gases und der eigentlichen Sensorreaktionszeit unterschieden werden.

Eine lange Probenahmeleitung kann die sichtbare Reaktion deutlich verzögern, ohne dass die eigentliche T90 des Sensorelements entsprechend schlechter geworden ist.

Umgekehrt kann ein Sensor den korrekten Endwert auch bei direkter Gasbeaufschlagung zunehmend langsamer erreichen. Dann muss die Sensorreaktion selbst näher untersucht werden.

Für die Praxis gilt deshalb:

Bump-Ergebnis prüfen → bekannte Prüfgaskonzentration kontrollieren → Nullpunkt sicherstellen → Gasweg und Durchfluss prüfen → Transportzeit berücksichtigen → Endwert und Reaktionszeit dokumentieren → Messabweichung mit Herstellervorgabe vergleichen → gegebenenfalls justieren → Kontrollprüfung durchführen → bei weiterhin unzulässigem Verhalten Sensor beziehungsweise Gerät instand setzen.

FAQ: Bump-Test und Kalibrierung von Gaswarngeräten

Was ist der Unterschied zwischen Bump-Test und Kalibrierung?

Ein Bump-Test prüft vor allem die grundlegende Sensorreaktion und Alarmfunktion. Bei einer Kalibrierprüfung wird der angezeigte Messwert mit einer bekannten Prüfgaskonzentration verglichen.

Kann ein Gaswarngerät den Bump-Test bestehen und trotzdem falsch messen?

Ja. Ein Sensor kann noch ausreichend reagieren, um eine Alarmgrenze zu überschreiten, obwohl seine Empfindlichkeit bereits reduziert ist und der angezeigte Messwert deutlich von der tatsächlichen Konzentration abweicht.

Beweist ein bestandener Bump-Test die Messgenauigkeit?

Ein einfacher Funktionstest beweist nicht automatisch die quantitative Messgenauigkeit. Je nach automatisiertem Prüfverfahren können jedoch zusätzliche herstellerspezifische Reaktionskriterien kontrolliert werden.

Was wird beim Bump-Test geprüft?

Typischerweise wird geprüft, ob Prüfgas zum Sensor gelangt, der Sensor reagiert, die Alarmgrenze erreicht wird und akustische, optische sowie gegebenenfalls vibrierende Alarmfunktionen funktionieren.

Was wird bei einer Kalibrierprüfung geprüft?

Die Anzeige des Gerätes wird mit einer bekannten Prüfgaskonzentration verglichen. Daraus lässt sich die Messabweichung bestimmen.

Was ist der Unterschied zwischen Kalibrieren und Justieren?

Beim Kalibrieren wird die Messabweichung ermittelt. Beim Justieren wird das Messgerät beziehungsweise seine Sensorkennlinie korrigiert, um die Abweichung zu reduzieren.

Warum zeigt mein Gaswarngerät beim Prüfgas zu wenig an?

Mögliche Ursachen sind Sensordrift, falscher Nullpunkt, ungeeignetes oder falsches Prüfgas, falsche Sollkonzentration, zu geringer Durchfluss, Undichtigkeiten, verschmutzte Filter oder eine zu kurze Beaufschlagungszeit.

Was bedeutet T90 bei einem Gasdetektor?

T90 beschreibt vereinfacht die Zeit, die benötigt wird, um nach einer Konzentrationsänderung 90 % des stabilisierten Endsignals zu erreichen.

Ist die T90 dasselbe wie die Zeit bis zum Alarm?

Nein. Der Alarm kann bereits ausgelöst werden, bevor 90 % des Endwertes erreicht sind. Die Alarmzeit hängt zusätzlich von der eingestellten Alarmgrenze ab.

Ist die T90 dasselbe wie die Reaktionszeit einer langen Probenahmeleitung?

Nein. Bei einer langen Leitung kommt zusätzlich die Gastransportzeit hinzu. Die beobachtete Gesamtzeit kann daher deutlich länger sein als die reine Sensorreaktionszeit.

Warum reagiert ein gepumptes Gaswarngerät mit langem Schlauch langsamer?

Das Prüfgas muss zunächst das Innenvolumen des Schlauches durchströmen. Je nach Schlauchlänge, Innendurchmesser und Pumpenförderung entsteht dadurch eine zusätzliche Transportzeit.

Kann ich die Transportzeit eines Schlauches berechnen?

Als grobe geometrische Abschätzung kann zunächst das Schlauchvolumen mit V = π × d² / 4 × L berechnet und anschließend durch den Volumenstrom geteilt werden. Die reale Reaktionszeit kann aufgrund von Vermischung, Adsorption, Filtern und Sensorreaktion länger sein.

Beeinflusst der Prüfgasdurchfluss die Kalibrierung?

Ja. Ein ungeeigneter Durchfluss kann die Konzentration am Sensor und die beobachtete Reaktionszeit beeinflussen. Deshalb muss der für das jeweilige Gerät vorgesehene Regler verwendet werden.

Kann ich jeden Durchflussregler für ein Gaswarngerät verwenden?

Nein. Regler, Prüfkappe und Prüfverfahren müssen zur Geräteausführung und zu den Herstelleranforderungen passen.

Warum ist der Nullpunkt vor der Kalibrierung wichtig?

Ein verschobener Nullpunkt verfälscht die anschließende Bewertung der Sensorempfindlichkeit. Der Nullabgleich muss deshalb unter geeigneten Bedingungen durchgeführt werden.

Kann ich ein Gaswarngerät einfach in normaler Raumluft nullen?

Nur wenn sichergestellt ist, dass die Luft für den betreffenden Sensor als geeignete Nullreferenz verwendet werden darf und keine relevante Zielgaskonzentration vorhanden ist. Andernfalls kann geeignetes Nullgas erforderlich sein.

Kann ein verschmutzter Filter einen Bump-Test beeinflussen?

Ja. Ein teilweise blockierter Filter kann die Gaszufuhr verlangsamen. Das Gerät kann möglicherweise noch alarmieren, während die Reaktion deutlich langsamer wird.

Was bedeutet Sensordrift?

Sensordrift bezeichnet eine Veränderung des Sensorsignals beziehungsweise der Kennlinie über die Zeit. Dadurch kann sich beispielsweise der Nullpunkt oder die Empfindlichkeit verändern.

Kann Sensordrift sowohl zu Unter- als auch zu Überanzeige führen?

Ja. Je nach Sensor und Fehlerursache können positive oder negative Messabweichungen auftreten.

Wann sollte ein Sensor justiert werden?

Wenn eine Kalibrierprüfung eine außerhalb der zulässigen Herstellervorgabe liegende Abweichung zeigt und das Gerät für eine Justierung vorgesehen ist, sollte entsprechend der Herstelleranleitung justiert werden.

Was muss nach einer Justierung gemacht werden?

Die Messung sollte erneut mit bekanntem Prüfgas kontrolliert werden, um zu bestätigen, dass die geforderte Genauigkeit wieder erreicht wird.

Wann muss ein Gassensor ausgetauscht werden?

Ein Austausch kann erforderlich werden, wenn sich der Sensor nicht mehr erfolgreich justieren lässt, wiederholt außerhalb der zulässigen Kriterien liegt, keinen stabilen Messwert erreicht oder eine unzulässige Reaktionszeit besitzt.

Warum sollte ich alte Kalibrierdaten aufbewahren?

Durch einen Vergleich mehrerer Prüfungen lässt sich erkennen, ob Empfindlichkeit oder Reaktionszeit eines Sensors allmählich schlechter werden. Ein solcher Trend kann für die vorbeugende Instandhaltung sehr hilfreich sein.

Warum sollte ich beim Bump-Test nicht nur „bestanden“ dokumentieren?

Wenn das verwendete System entsprechende Daten zur Verfügung stellt, können auch Reaktionszeit, Sensorwerte und frühere Prüfungen für die Zustandsbewertung hilfreich sein.

Was ist der Unterschied zwischen Pumpen- und Diffusionsbetrieb?

Im Diffusionsbetrieb gelangt Gas ohne aktive Ansaugpumpe zum Sensor. Im Pumpenbetrieb wird die Probe aktiv über Pumpe, Schlauch und gegebenenfalls Sonde angesaugt.

Welche zusätzlichen Fehlerquellen gibt es bei Pumpengeräten?

Zusätzlich zum Sensor können Pumpe, Probenahmeschlauch, Filter, Undichtigkeiten, Schlauchvolumen und Gastransportzeit das Messergebnis beeinflussen.

Welches ICS-Gaswarngerät eignet sich für klassischen 4-Gas-Personenschutz?

Das Crowcon T4 überwacht typische Gefahren durch Kohlenmonoxid, Schwefelwasserstoff, brennbare Gase und Sauerstoff und ist als tragbares Personenschutzgerät ausgeführt.

Welches Gerät eignet sich zusätzlich für gepumpte Freigabemessungen?

Das Crowcon Gas-Pro ist je nach Ausführung mit einer internen Pumpe erhältlich und kann dadurch auch für Probenahmen beziehungsweise Pre-Entry-Messungen eingesetzt werden.

Kann ich Bump-Tests automatisieren?

Ja. Für kompatible Crowcon T4- und Gas-Pro-Geräte bietet ICS beispielsweise die I-Test Station für automatisierte Bump- und Kalibrierabläufe sowie die zugehörige Dokumentation an.

Wo finde ich tragbare Gaswarngeräte bei ICS Schneider?

Eine Übersicht finden Sie unter Tragbare Gaswarngeräte bei ICS Schneider.

Wo finde ich weitere Gasmess- und Gaswarngeräte?

Eine Übersicht finden Sie unter Gasmessgeräte / Gaswarngeräte bei ICS Schneider.