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07.11.11 12:56 Alter: 2 yrs

Vergleichsnormal für Spurenfeuchte

 

Im Rahmen der EURAMET Studie wurde ein LaserTrace H2O-Spektrometer als Vergleichsnormal eingesetzt. Ziel dieser Studie war es, die Standards der nationalen metrologischen Institute NPL (GB), NIST (USA), NMIJ (Japan) und PTB (Deutschland) für die Feuchtegeneration in Gasen im Bereich von 10 ppb bis 2000 ppb zu vergleichen. Über einen 3-jährigen Zeitraum wurde hierzu ein LaserTrace-Spektrometer von Tiger Optics verwendet, welches Abweichungen von weniger als 2% zeigte. Als Backup-Gerät wurde ein HALO-Spektrometer eingesetzt.

Internationaler Vergleich der Standards zur Feuchtemessung:

Tiger Optics LaserTrace bewährt sich bei EURAMET

Warrington, PA, 27. Oktober 2011Bei einem systematisch angelegten Vergleich der Primärstandards zur Feuchtemessung der vier führenden nationalen metrologischen Institute hat sich das Tiger Optics LaserTrace Spektrometer als verlässliches Vergleichsnormal bewährt. Die Messwerte des LaserTrace Spektrometers zeigten im Verlauf des dreijährigen internationalen Vergleichs sehr geringe Abweichungen von weniger als 2 Prozent. Damit konnten die Laboratorien nun eine dringend benötigte Grundlage ihrer zukünftigen Arbeit etablieren. Die umfassende EURAMET-Studie (European Association of National Metrology Institutes) basiert somit zur Gänze auf den mit dem LaserTrace Spektrometer erzielten Messergebnissen, ein kompaktes HALO Spektrometer, ebenfalls von Tiger Optics, wurde als Backup-Gerät eingesetzt.

Die ausgezeichneten Eigenschaften der eingesetzten Instrumente von Tiger Optics ermöglichten den Wissenschaftlern einen Vergleich ihrer Feuchtegeneratoren durch einfachen Versand der analytischen Instrumente anstelle des umständlichen Transports der Standards selbst zu den Teilnehmern der Studie - National Physical Laboratory (Großbritannien), National Institute of Standards and Technology (USA), National Metrology Institute of Japan und Physikalisch-Technische Bundesanstalt (Deutschland).

Die Messung der Feuchte-Kontamination im Spurenbereich ist von ausschlaggebender Bedeutung für zahlreiche industrielle Anwender und Lieferanten von Spül- und Prozessgasen. In der Halbleiterindustrie gilt die Feuchte-Kontamination bei Fertigungsprozessen als einer der am schwierigsten zu bestimmenden und zu beherrschenden Prozessparameter. Bei der Entwicklung von Feuchte-Analysatoren, die immer geringere Spuren von Verunreinigungen detektieren müssen, stehen die Hersteller der Analysengeräte vor dem ebenso drängenden Problem der verbindlichen und rückverfolgbaren Kalibrierung. Dieses war der Anlass für die EURAMET-Studie zu einem Vergleich der nationalen Standards, um deren Abweichungen und Genauigkeiten im Spurenbereich zu quantifizieren.

Vor dieser Studie war ein Vergleich der nationalen Standards praktisch unmöglich - vor allem wegen der Komplexität der Standards zur Bestimmung von Wasserdampf-Spuren. Derartige Standards benutzen eine dynamische Methodik per Gravimetrie oder Frostpunkt. Diese erfordert große, schwere und komplexe Systeme, die sich nicht einfach für Vergleichszwecke an einem Ort zusammenführen lassen. Um dieses Problem zu lösen, entschied sich EURAMET für den Transport der analytischen Messinstrumente anstelle der eigentlichen Standards.

Die Studie war so angelegt, dass sie die erzielten Ergebnisse der Einrichtungen jedes der beteiligten nationalen metrologischen Institute vergleicht, und zwar im Bereich von 10 bis 2000 ppb (parts per billion) H2O. Erstmals konnten die beteiligten Laboratorien nun die Vergleichbarkeit ihrer Standards zur Feuchte-Generation quantifizieren. Wie Bild 1 zeigt, erwies sich dieses als ausgezeichnete Methodik, und zwar über den gesamten Bereich der Messwerte der Feuchtespuren.

“Es hat sich gezeigt, dass solche Studien wesentlich länger dauern als vorgesehen. Doch die Möglichkeit, das wichtige Ziel des Beweises der Vergleichbarkeit der weltweiten Feuchte-Standards zu unterstützen, war uns den Aufwand wert”, sagt Lisa Bergson, Gründer und CEO von Tiger Optics. “Darüber hinaus sind wir stolz auf die Präzision und die Alltagstauglichkeit unserer Spektrometer. Wir sind in einer guten Position, diese Instrumente unseren Freunden in der Wissenschaft zur Verfügung zu stellen.”

Die Details des Vergleichs finden sich in EURAMET 1002: International comparability in measurements of trace water vapour, P J Brewer, M J T Milton, P M Harris, S A Bell, M Stevens, G Scace, H Abe and P Mackrodt, erschienen im Juni 2011. Der Report selbst ist zugänglich über folgenden Link:

www.npl.co.uk/publications.

 

Über Tiger Optics

Die Tiger Optics LLC hält die Exklusiv-Rechte an vielen breit ausgelegten Patenten der Princeton University über die Continuous Wave Cavity Ring-down Spectroscopy (CW CRDS). Die von Tiger angebotenen Instrumente detektieren Kontaminationen im unteren ppb sowie oberen ppt (parts-per-trillion)-Bereich, in einer Vielzahl von Hintergrundgasen. Mehr als 1000 Messpunkte von Tiger sind in anspruchsvollen Anwendungen bei Halbleiterherstellern, Gaslieferanten, Chemiefirmen und in den metrologischen Instituten von mehr als einem Dutzend Ländern weltweit im Einsatz.