Warum kalibrieren?
Kein Sensor bleibt dauerhaft genau. Drift, Alterung, Verschmutzung und Temperaturschwankungen sorgen dafür, dass Messwerte langsam von der Realität abweichen — oft so langsam, dass man es ohne Referenzwert nicht bemerkt. Das Ergebnis: Das System steuert auf Basis falscher Daten.
Praxisbeispiel
Ein pH-Sensor mit +0.4 Drift zeigt pH 6.5, obwohl der echte Wert pH 6.1 ist — innerhalb des Zielbereichs. Dosierautomatik sieht keinen Bedarf. Tatsächlich liegt der Wert am unteren Rand und Phosphor wird schlechter aufgenommen. Ergebnis: Schleichender Mangel, den man dem Sensor nicht ansieht.
Kalibrierungsintervalle je Sensortyp
| Sensor | Intervall | Hinweis |
|---|---|---|
| pH-Elektrode | Monatlich | Altert schnell, besonders in nährstoffreichen Lösungen |
| EC-Sonde | Alle 2–3 Monate | Regelmäßige Reinigung erhöht Standzeit |
| CO₂ (NDIR) | Alle 6 Monate | Viele Modelle bieten Auto-Kalibrierung (ABC) — prüfen ob aktiv |
| Temperatur (digital) | Jährlich oder nach Bedarf | Vergleich mit Referenzthermometer reicht |
| Luftfeuchtigkeit | Alle 6–12 Monate | Vergleichsmessung mit zweitem Sensor oder Aspirationspsychrometer |
| Substrat-Feuchtigkeit | Saisonweise | Vor jeder neuen Anbauperiode Nullpunkt prüfen |
| PPFD-Sensor | Jährlich | Photodioden altern, besonders unter UV-Einfluss |
pH-Kalibrierung Schritt für Schritt
Pufferlösungen vorbereiten
pH 4.00 und pH 7.00 (zertifizierte Lösungen, keine selbstgemischten). Temperatur angleichen — Lösungen bei Raumtemperatur (20–25 °C) messen.
Elektrode reinigen
Mit destilliertem Wasser abspülen, sanft trockentupfen (nicht reiben). Bei starker Verschmutzung kurz in Reinigungslösung einlegen.
Erste Punktkalibrierung (pH 7)
Elektrode in pH 7.00-Lösung eintauchen, warten bis Wert stabil (30–60 Sekunden), dann am Gerät als Referenzpunkt bestätigen.
Zweite Punktkalibrierung (pH 4)
Mit destilliertem Wasser abspülen, in pH 4.00-Lösung eintauchen, warten bis stabil, als zweiten Punkt bestätigen.
Slope prüfen
Gute Elektroden zeigen einen Slope von 95–105 %. Darunter ist die Elektrode alt oder verschmutzt und sollte ersetzt werden.
EC-Kalibrierung
Einfacher als pH — aber trotzdem wichtig:
Kalibrierungslösung wählen
Standard: 1413 µS/cm für niedrige EC-Bereiche, 12880 µS/cm für hohe. Muss zum Messbereich passen.
Zelle reinigen
Mit destilliertem Wasser spülen. Hartnäckige Ablagerungen mit 10 % Salzsäure (HCl) lösen — danach gründlich spülen.
Kalibrierung durchführen
Elektrode eintauchen, Referenzwert eingeben. Temperaturkompensation muss aktiv sein (auf 25 °C normiert).
Validierung
Nach der Kalibrierung in einer anderen Lösung kontrollieren — z.B. bei 1413 µS/cm nach Kalibrierung mit 2760 µS/cm prüfen.
CO₂-Sensor: Auto-Kalibrierung (ABC)
Viele NDIR-Sensoren haben eine automatische Basislinienkalibrierung (Automatic Baseline Correction). Diese setzt voraus, dass der Sensor regelmäßig frische Außenluft (400 ppm) sieht und kalibriert sich dann automatisch. In einem geschlossenen Gewächshaus ohne regelmäßige Belüftung muss ABC deaktiviert werden — sonst kalibriert sich der Sensor auf zu niedrige Werte.
# MHZ-19B: ABC deaktivieren (UART-Befehl):
import serial, time
ser = serial.Serial('/dev/ttyS0', 9600)
# ABC OFF Command:
ser.write(b'\xff\x01\x79\x00\x00\x00\x00\x00\x86')
time.sleep(0.5)
Manuelle Kalibrierung: Sensor 20 Minuten an Frischluft lassen, dann Kalibrierungsbefehl senden (400 ppm-Referenz).
Wann sollte ein Sensor ersetzt werden?
pH-Elektrode zeigt Slope unter 90 % oder benötigt nach kurzer Zeit erneute Kalibrierung
EC-Sonde zeigt instabile Werte nach Reinigung und Kalibrierung
CO₂-Sensor weicht mehr als ±100 ppm von einem Referenzgerät ab
Temperatursensor zeigt dauerhaft >0.5 °C Abweichung vom Referenzwert
Substrate-Feuchtigkeitssensor reagiert nicht mehr auf Trocknen/Befeuchten