Teknologisk Institut udfører Europas mest præcise måling af mikroflow

For et par år siden fik de danske metrologiinstitutter øjnene op for behovet for at kunne måle væskeflow, altså strømme helt ned til én milliliter i timen, som især er relevant i medikoindustrien og den farmaceutiske industri, blandt andet når patienter løbende skal tilføres bittesmå mængder af medicin.

Nu står Teknologisk Institut i Aarhus med Europas mest nøjagtige akkrediterede måleopstilling til de små væskeflow med en måleusikkerhed på blot 0,05 procent. Opstillingen har allerede testet og kalibreret adskillige flowmålere og flowpumper, blandt andet fra farma- og medikovirksomheder.

Ingeniør Claus Melvad viser laboratoriet frem i et kælderrum i instituttets Bygning 14. Opstillingen er placeret på et 300 kg tungt granitbord for at sikre vægte og andre apparater mod svingninger. Claus Melvad og hans kolleger har arbejdet møjsommeligt med at gennemregne flowet i opstillingen og vurdere alle de fejlkilder, der kan komme på tale.

Løbende vejning

Tilsyneladende skulle det være enkelt at måle, hvor meget væske, der løber igennem nogle slanger. Vandet bevæger sig fra opstillingen over i en glaskolbe, som står på en vægt. Her vejes væsken løbende.

Men der er en række usikkerheder. Som metrologisk institut med ansvar for vandflow, så har Teknologisk Institut søgt at tage hensyn til alle tænkelige og utænkelige usikkerheder.

Allerede i kalibreringen af vægten med et messinglod bliver der taget hensyn til, hvilken luftmængde messingloddet fortrænger, og hvor stor en vægt det repræsenterer. I størrelser er der tale om dele af promiller, men det er vigtigt for den samlede præcision.

Flowet løber ud gennem et lille stålrør og over i glaskolben. Røret skaber nogle kapillærkræfter omkring sig, som der også korrigeres for, forklarer Claus Melvad.

Han fortæller, at døren til laboratoriet skal holdes lukket under målingerne. Som demonstration åbner han kortvarigt døren. De følsomme vægte slår øjeblikkeligt ud. Der er ingen tvivl om, at selv små skift i lufttryk kan påvirke resultaterne.

Der korrigeres også for, at stålrøret har en negativ opdrift i forhold til vandet, og at denne faktor er stigende jo mere kolben fyldes med vand.

Andre faktorer, som målefolkene har taget hensyn til, er vandets saltindhold samt tryk og temperatur.

Med alle de faktorer indregnet har Center for Installation og Kalibrering ved Teknologisk Institut opnået en forsøgsopstilling med stor præcision. Usikkerheden er helt nede på 0,05 procent. Ingen andre europæiske metrologiinstitutter har nået så lav en måleusikkerhed inden for mikroflow. Teknologisk Institut fik bevis på opstillingens duelighed sidste sommer, da Danak akkrediterede den.

Præcis måling sparer aktivstoffer

Den farmaceutiske industri har ofte under udvikling af ny produkter brug for at producere en stor mængde batches, og et rigtigt kalibreret måleudstyr kan betyde, at der doseres de rigtige mængder første gang, også når der bliver skaleret op. Det sparer virksomhederne for spild af aktivstoffer.

Teknologisk Institut udfører dynamisk måling frem for statisk måling. En statisk måling måler udelukkende på startpunktet og slutpunktet. Den dynamiske måling derimod måler også hele forløbet undervejs. Det kan gøre stor forskel, når det for eksempel drejer sig om infusionspumper, der bliver brugt på sygehuse, fordi flowet kan variere meget undervejs.

En af de oplagte kilder til fejl i flowmåling er fordampning af væsken fra den kolbe, hvor den samles op. Her har Teknologisk Institut fundet en innovativ løsning med et olielag, som spærrer meget effektivt for fordampning.

»Vi har ledt længe efter den rigtige olie, og vi har fundet en olietype, som fungerer godt,« siger Claus Melvad hemmelighedsfuldt.

Opstillingen kan - afhængig af, hvordan man sætter den op - bruges til at kalibrere flowmålere eller til at kalibrere pumper, som er normeret til at give et bestemt flow. Teknologisk Institut laver helst måleserier på minimum 20 minutter, fordi det giver den mindste usikkerhed.