Drei Fehler in der Messtechnik & Analytik

Ein Messwert erscheint auf dem Bildschirm. Die Zahl wirkt plausibel, das Signal wird übertragen, die Steuerung verarbeitet es. Doch bildet der Wert tatsächlich den Zustand ab, auf dessen Grundlage gerade entschieden wird? Für kommunale Wasserwerke, Kläranlagen und industrielle Betriebe ist diese Frage entscheidend. Denn zwischen Wasser, Sensor, Labor und Leitsystem liegen mehrere Schritte, die das Ergebnis beeinflussen. Fehler entstehen bei der Auswahl der Probenahmestelle ebenso wie durch verschmutzte Sensoren oder eine ungeprüfte Datenübernahme. Wer belastbare Entscheidungen treffen will, muss deshalb die gesamte Messkette betrachten. Drei besonders folgenreiche Fehler verdienen dabei Aufmerksamkeit.

1. Die Messaufgabe nicht eindeutig definieren

Eine technisch korrekt untersuchte Probe kann für die betriebliche Fragestellung ungeeignet sein. Entscheidend ist, welchen Zustand die Untersuchung erfassen soll: eine kurzfristige Belastungsspitze, einen zeitlichen Mittelwert oder die Entwicklung eines Prozesses. Eine Stichprobe und eine Mischprobe beantworten unterschiedliche Fragen. Ebenso wichtig ist der Entnahmeort. Bildet er den relevanten Wasserstrom ab, oder beeinflussen unzureichende Durchmischung und Ablagerungen das Ergebnis? Bereits vor der Entnahme müssen Betrieb und Labor Untersuchungsziel, Probenahmeart und Analysenverfahren abstimmen. Dazu gehören geeignete Gefäße, erforderliches Probenvolumen, Konservierung, Transport und zulässige Aufbewahrungsdauer. Diese Anforderungen sind vom jeweiligen Parameter und Verfahren abhängig. Eine pauschale Behandlung sämtlicher Wasserproben ist deshalb ungeeignet. Die Gefahrstelle liegt häufig vor der eigentlichen Analyse: Fehler bei Entnahme und Handhabung lassen sich durch ein genaueres Laborgerät später nicht ausgleichen. Praktisch bedeutet das: Jede Untersuchung braucht eine dokumentierte Fragestellung und eine dazu passende Probenahme. Wer Proben entnimmt, muss die Anforderungen kennen und Veränderungen der Entnahmebedingungen festhalten.

2. Sensoren und Verfahren ohne Prüfung der Einsatzbedingungen betreiben

Ein Sensor muss zum Medium, zum Messbereich und zur Einbausituation passen. Bei optischen Messungen können beispielsweise Luftblasen, Ablagerungen auf der Optik oder Reflexionen an benachbarten Oberflächen das Signal beeinflussen. In der Laboranalytik können Begleitstoffe die Reaktion stören und Ergebnisse nach oben oder unten verschieben. Diese Einflüsse werden nicht dadurch ausgeschlossen, dass ein Gerät digital kommuniziert oder einen stabilen Zahlenwert anzeigt. Die Gefahrstelle ist eine scheinbar unauffällige Messung unter ungeeigneten Bedingungen. Betreiber sollten deshalb Einbauvorgaben und mögliche Störeinflüsse vor der Inbetriebnahme prüfen und nach Änderungen des Mediums erneut bewerten. Reinigung, Kontrolle und Kalibrierung benötigen festgelegte Zuständigkeiten. Ihre Intervalle richten sich nach Anwendung, Verschmutzung, Betriebserfahrung und Herstellervorgaben. Bei auffälligen Laborergebnissen helfen geeignete Qualitätskontrollen, beispielsweise Blindwerte, Kontrollstandards oder Wiederfindungsversuche mit zugesetzter Analysensubstanz. Welche Kontrolle sinnvoll ist, bestimmt das Verfahren. Eine Abweichung sollte zunächst auf ihre Ursache untersucht werden. Eine vorschnelle Anpassung der Geräteeinstellung beseitigt weder eine verschmutzte Messfläche noch eine ungeeignete Probenmatrix.

3. Messwerte ohne Qualitätsstatus für Entscheidungen verwenden

Die erfolgreiche Übertragung eines Messwerts bestätigt noch nicht dessen fachliche Gültigkeit. Kommunikationsstörungen können fehlende oder eingefrorene Werte verursachen. Während Wartung und Kalibrierung entstehen unter Umständen Signale, die den Anlagenzustand nicht zutreffend wiedergeben. Werden solche Daten unverändert für Alarmierung, Auswertung oder Regelung verwendet, können falsche Schlussfolgerungen entstehen. Die Gefahrstelle liegt am Übergang vom erfassten Wert zur betrieblichen Entscheidung. Neben dem Zahlenwert sollten deshalb Zeitbezug, Gerätestatus und Wartungszustand verfügbar sein. Eine Plausibilitätsprüfung berücksichtigt Prozessbedingungen, bisherige Verläufe und geeignete Vergleichsmessungen. Auch der Vergleich zwischen Labor und Prozesssensor braucht abgestimmte Entnahmeorte und Zeitpunkte. Abweichungen sind zu prüfen, bevor daraus Eingriffe in die Anlage folgen. Ungültige oder verdächtige Werte müssen erkennbar bleiben; Originaldaten sollten erhalten und nachträgliche Bewertungen nachvollziehbar dokumentiert werden. Ebenso wichtig ist eine klare Verantwortlichkeit: Wer untersucht eine Auffälligkeit, wer veranlasst eine Kontrollmessung, und wer entscheidet über die weitere Verwendung der Daten? Belastbare Messtechnik entsteht dort, wo Probenahme, Gerätebetrieb, Analytik und Datenbewertung als gemeinsame Aufgabe organisiert sind.

„Ein Messwert wird erst dann zur verlässlichen Entscheidungsgrundlage, wenn wir wissen, wie er entstanden ist. Deshalb gehört die Qualität der gesamten Messkette genauso auf die Tagesordnung wie die Leistungsfähigkeit des einzelnen Sensors.“ — Alija Palevic, Chefredakteur