Van EMC-onderzoek en kalibraties tot medische hulpmiddelen testen en certificering

Of het nu gaat om het testen van de elektromagnetische compatibiliteit of het kalibreren van instrumentatie, beide vragen om specialistische kennis en geavanceerde testfaciliteiten. Kiwa Dare heeft beide in huis. Het bedrijf richt zich naast EMC-onderzoek en kalibratie onder meer ook op het beproeven van draadloze technologie (telefonie en internet) en medische hulpmiddelen.

Verder beschikt de Kiwa-dochter over een certificeringsafdeling en kan het audits op locatie uitvoeren. Kortom, ze is van veel markten thuis. Hoe veelzijdig de expertise is en hoe hightech de voorzieningen, blijkt tijdens een rondleiding door unitmanager Dennis van der Vlugt langs de EMC-testkamers en kalibratielaboratoria op de locatie Woerden.

EMC-onderzoek en meer

Maar eerst terug naar januari 2021, toen werd het in 1992 opgerichte DARE!! Services onderdeel van de Kiwa-divisie ‘Products, Installations and Technology’ (PIT). De locatie Woerden (zo’n 50 medewerkers) met haar EMC-onderzoek en kalibratielaboratoria bleef operationeel, evenals de locatie in Taiwan. Wat erbij kwam was onderzoek in samenwerking met de labs en testruimtes van de PIT-divisie in Apeldoorn.

Van der Vlugt is er wekelijks te vinden. “Waar wij in ons in Woerden vooral richten op EMC-onderzoek van elektronische apparatuur, kalibraties en of medische hulpmiddelen voldoen aan de wettelijk vastgestelde eisen van de Medical Devices Regulation (MDR), zitten Apeldoorn en Taiwan op Wireless technologie, EMC-testen en certificaties. In Apeldoorn worden radioproducten getest, waaronder bijvoorbeeld Wifi, Bluetooth, 4G, en 5G-apparatuur. Er is nu veel vraag naar testen van Wifi 7. Veel van deze producten komen uit Azië, waar de ontwikkeling van de technologie plaatsvindt.”

Certificeren van zendapparatuur

De Taiwanese vestiging zit daar niet voor niets. Er bevindt zich het hart van de chipindustrie, waaronder de Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation (TSMC) die de chips maakt voor bijvoorbeeld de mobiele telefoonindustrie. Onze taak is om te controleren of deze producten voldoen aan de geldende regelgeving voor zendapparatuur.”

Dit omvat certificering voor markten zoals Amerika, Canada, Japan en Europa. “De labs in Taiwan voeren de tests uit en stellen een testrapport op. Vervolgens zorgen wij voor de certificering, waarbij we kijken of de juiste testmethoden en normen zijn gebruikt en of de resultaten aannemelijk zijn. We werken uitsluitend met geaccrediteerde bedrijven. Toevallig was ik onlangs nog in Taiwan.”

Testen volgens de EMC-richtlijn

Terug naar Woerden, waar Van de Vlugt een blik achter de schermen biedt in de EMC-testruimtes. Als geaccrediteerd laboratorium voldoet Kiwa Dare aan alle eisen voor immuniteits- en emissiemetingen voor normen die onder andere geharmoniseerd zijn onder de EMC-richtlijn.

Dit houdt in dat de te testen apparatuur geen last mag ondervinden van elektromagnetische velden van andere elektrische apparaten in de omgeving (immuniteit). Omgekeerd mag dat wat de te testen apparatuur zelf uitzendt, andere apparatuur niet storen. De emissies moeten binnen vastgestelde grenswaarden blijven.

Breed scala aan elektronica

Wat wordt er zoal EMC-technisch getest? Een breed scala aan elektronica dat rijp is voor marktintroductie. Zo staat er bij het bezoek in een van de kamers een cirkelvormig onderdeel van een medisch product opgesteld, maar het kunnen ook koffieapparaten, auto-elektronica, beveiligingsapparatuur, trapliften, verkeerslichtsystemen voor verkeer, elektrische fietsen en kleine landbouwmachines zijn.

Er wordt getest volgens de daarvoor geldende normen. “Voor productcertificatie van innovatieve producten die op de EU-markt of internationaal op de markt worden gezet, onderzoeken we ook de productveiligheid volgens verschillende richtlijnen, zoals bijvoorbeeld de Laagspanningsrichtlijn.”

Anechoïsche kamers

Het EMC-onderzoek gebeurt in een zogeheten anechoïsche kamers, ook wel dode kamers genoemd. De wanden van deze ruimtes zijn bekleed met speciale golfabsorberende materialen en reliëfs om hinderlijke reflecties te elimineren. Het dempende effect van de bekleding is goed te merken als je binnen staat: de akoestiek is belabberd. “In ons laboratorium werken we met absorptiemateriaal zoals ferriet, dat radiofrequentie-energie absorbeert”, legt Van der Vlugt uit. “Dit geldt voor al onze anechoïsche kamers. Zo kunnen we testomgevingen creëren voor radioproducten en andere draadloze technologieën.”

EMC-onderzoek in de praktijk

Hoe gaat dit EMC-onderzoek praktisch in zijn werk? “We starten met het maken van een testplan dat met de fabrikant wordt opgesteld, want elk apparaat is uniek. Bij EMC-testen gaan we testen of twee apparaten elkaar niet beïnvloeden. Zo moet een koffiemachine bijvoorbeeld bestand zijn tegen straling van andere apparaten, zoals een tv. We testen of een apparaat bestand is tegen door ons opgewekte radiofrequentie-energie en of het zelf niet te veel straling produceert, zowel via de lucht als bijvoorbeeld de voedingsstekker. Wat je niet wilt is dat er espresso uit je koffieapparaat komt in plaats van cappuccino, omdat iemand de magnetron aanzet. Of dat je elektronica in je auto raar gaat doen, omdat jij statisch geladen bent. Daar moet de apparatuur tegen kunnen.”

De bandbreedtes bij dit soort testen vereist extreme precisie van de antennes en achterliggende apparatuur. “Met versterkers wordt het elektromagnetische veld opgewekt. We gebruiken signaalgeneratoren om de juiste frequentie op te wekken. Afhankelijk van de situatie zetten we andere antennes in, we hebben hier verschillende types met elk hun eigen frequentiebereik. In elke ruimte hangt een veldprobe die het opgewekte veld kan meten. Die wordt ingezet om zeker te weten dat het juiste vermogen wordt opgewekt voor je testopstelling.”

Kalibraties onder accreditatie

Door naar de kalibratielaboratoria aan de andere zijde van de locatie. Een van Kiwa Dare’s specialisaties is het kalibreren van fieldprobes, uiteraard onder accreditatie. Hier is peperdure apparatuur voor nodig en een flinke dosis expertise. “Van procesinstrumenten bijvoorbeeld, wil je eens per jaar herbevestigd hebben dat de waarde die je meet ook exact de juiste meetwaarde is. We kalibreren op jaarbasis heel wat van deze apparatuur.”

Hij vult aan: “We doen ook kalibratie van meetapparatuur. Dit houdt in dat we de afwijking ten opzichte van een referentie vaststellen, rekening houdend met meetonzekerheden. Dit gebeurt voor diverse apparatuur, zoals EMC- en RF-apparatuur.”

Een van de specialismes van de locatie Woerden is het kalibreren van probes die gebruikt worden voor het EMC-onderzoek. “Wij gebruiken deze probes zelf ook in onze anechoïsche kamers, maar autofabrikanten hebben ze ook in hun eigen onderzoeksruimtes hangen. We kalibreren per week verschillende soorten en merken probes onder verschillende velden. We zijn een van de weinige bedrijven in de EU die deze kalibraties kunnen uitvoeren in het frequentiebereik van 9 kHz tot 40 GHz.”

Medische hulpmiddelen testen

Van der Vlugts rondleiding eindigt bij een van de testruimtes waar een medisch hulpmiddel wordt getest: een kunstlong, een soort blaasbalg die automatisch in- en uitgaat. Via bedrading die aan testapparatuur hangt is het functioneren te monitoren. “Dit zijn langdurige beproevingen die zomaar een week duren. Het testen van medische hulpmiddelen is van oudsher een van onze specialismen.”

Medische hulpmiddelen die Kiwa Dare test omvatten niet alleen fysieke apparatuur, maar ook software en apps die onder de Medical Device Regulation (MDR) vallen kunnen worden gecertificeerd.

Niet geheel toevallig bevindt zich in Woerden ook een certificatieafdeling, die medische hulpmiddelen certificeert. “Deze hulpmiddelen moeten voldoen aan de juiste normen voor EMC en elektrische veiligheid. Daarnaast beoordelen we of ze daadwerkelijk doen waarvoor ze zijn bedoeld, waarbij fabrikanten moeten kunnen aantonen dat hun producten voldoen aan alle eisen. Dit geldt ook voor klinische studies. Het is belangrijk dat we onafhankelijk zijn, zodat we objectief kunnen beoordelen of een product aan alle eisen voldoet.”

Hij besluit: “Bij de certificering van medische hulpmiddelen letten we ook op het productieproces van de fabrikant. Dit wordt gecontroleerd via audits, die zowel aangekondigd als onaangekondigd kunnen plaatsvinden.”