Hoe NIST-Traceerbare Standaarden Precisie en Kwaliteit Drijven

Meer Dan een Eeuw Innovatie aan het Werk

Eerder hebben we al een beetje gesproken over het National Institute of Standards and Technology (NIST) en hoe NIST-traceerbare standaarden een belangrijk deel zijn van onze KMS-standaarden. Maar NIST-traceerbaarheid is niet alleen een hoeksteen van onze industrie, die de standaarden stelt voor inches, grammen en andere metingen. NIST-traceerbare standaarden komen op vele wonderlijk vreemde, bizarre en interessante manieren tot uiting.

Veel Brood voor NIST-Traceerbare Pindakaas

Een voorbeeld: Nog enkele jaren geleden was er grote opschudding toen een foto van een pot pindakaas van $761 de rondjes maakte op het internet. Wat maakte deze pot gouden goo zo speciaal en de prijs zo opmerkelijk? Ontworpen om te helpen bij de kalibratie van machines in voedingswetenschapslaboratoria, is dit product een van de meer dan 1.300 standaardreferentiematerialen (SRMs) die door NIST zijn gemaakt. SRMs worden door wetenschappers en onderzoekers, regelgevende instanties en fabricanten over de hele wereld gebruikt, dienend als basis voor NIST-traceerbare kalibratie en als referentiepunten voor kwaliteitscontrole.

Het NIST-traceerbare SRM-menu is niet beperkt tot pindakaas. Er zijn vergelijkbaar dure standaarden voor alles van bakchocolade tot gesleurde spinazie tot "vleeshomogenaat" — een bekende maar enigszins mysterieuze product ontworpen om heel lang houdbaar te zijn. En natuurlijk strekken NIST-traceerbare standaarden zich uit boven voedingschemie, met SRMs voor materialen zoals organische stoffen in walvispek, meerzendermpoeder en nicotinemetabolieten in bevroren menselijke urine. Feitelijk heeft NIST een impact gehad op een breed scala aan producten en toepassingen gedurende de opmerkelijke geschiedenis van de organisatie en tot op de huidige dag.

Korte Geschiedenis van NIST

NIST werd in 1901 opgericht als het National Bureau of Standards, dankzij de inspanningen van Dr. Samuel Wesley Stratton, die fungeerde als eerste directeur (tot 1923) en de Amerikaanse Congres ervan overtuigde hoe belangrijk het was om een nationaal standaardlaboratorium op te richten. De absolute afwezigheid van standaarden op dat moment betekende dat er bijvoorbeeld ten minste acht verschillende versies van gallons en vier verschillende voeten in gebruik waren; productinspecteurs waren vaak slecht getraind, en onnauwkeurige of bewust frauduleuze meetapparaten maakten producten inconsistent of lieten consumenten bloot aan misleidende praktijken.

In 1905 organiseerde NIST de eerste Nationale Conferentie over Gewichten en Maten (NCWM) om wetten te schrijven, uniforme standaarden te distribueren en inspecteurs te trainen. Het eerste officiële NIST-traceerbare gestandaardiseerde materiaal (SRM 1) was kleiige kalksteen, gelanceerd in 1910 voor gebruik door de kalksteenindustrie om de samenstelling van sporelementen te meten. De verzameling NIST-traceerbare standaarden groeide vanaf daar, uiteindelijk omvattend voedingsproductiestandaarden, lichamelijke gezondheidsmarkers en hulpmiddelen voor het meten van milieuentverontreiniging.

Deze duiden een NIST-traceerbaar certificaat aan dat een product is getest tegen een NIST SRM en voldoet aan strikte eisen voor dat product. Elk jaar verzendt NIST ongeveer 14.500 SRM-eenheden en ontwikkelt 5 tot 10 nieuwe SRMs, vaak voor regelgevende instanties zoals de CDC of EPA.

Enkele Andere NIST-Mijlpalalen

Naast het onderhouden en ontwikkelen van NIST-traceerbare standaarden voor het SRM-programma, is NIST verantwoordelijk geweest voor enkele fascinerende ontwikkelingen. Bijvoorbeeld, op de legendarische Wereldtentoonstelling van 1904 in St. Louis, demonstreerde NIST-fysicus Perley G. Nutting wat wellicht de eerste tekens waren verlicht door geïoniseerde gassen. Ontwikkeld uit het gas-spectrometriewerk dat Nutting bij NIST deed, waren de tekens op dat moment niet meer dan een curiositeit, maar twee decennia later zou de technologie een enorme commerciële impact hebben met de komst van neonreklame. Times Square zou nooit meer hetzelfde zijn.

In 1916 resulteerden NIST-verbeteringen aan radio-richtingsvinder (RDF) technologie in een nieuw ontwerp dat als prototype diende voor de Amerikaanse Marine en werd gebruikt om de positie van vijandelijke krachten tijdens de Eerste Wereldoorlog te bepalen. Spreekend over radio: Zes maanden voordat de eerste commerciële radiostation in 1920 werd gelanceerd, experimenteerde NIST met het uitzenden van muziek en spraak om de technische problemen te bestuderen die in vroege radio werden ervaren. In 1923 zond NIST standaardfrequenties uit vanaf zijn eigen station, wat commerciële radiostations hielp om elkaars signalen niet te storen.

Tot geluk voor veel industrieën vonden NIST-medewerkers in 1926 de bewijsring uit, een veerweegschaal-achtig apparaat dat gebruikt wordt om toegepaste krachten te meten. Hoewel het ontwerp enige evolutie heeft ondergaan, worden bewijsringen nog steeds breed gebruikt — en ze worden nog steeds geproduceerd volgens NIST-traceerbare standaarden.

In 1928 brandde NIST opzettelijk twee gecondemneerde gebouwen in Washington, D.C. neer, in wat waarschijnlijk de eerste full-scale brandtest was. Door de werkelijke condities te monitoren terwijl ze voorkwamen en ze te vergelijken met de theoretische tijd-temperatuurcurves van die tijd, verzamelde het team gegevens die uiteindelijk deel uitmaakten van NIST-traceerbare standaarden voor brandweerstand in gebouwen.

In de zomer van 1936 werkte NIST samen met de National Geographic Society om een expeditie naar Kazachstan te sturen om een zonsverduistering te observeren. Met een speciale 14-voet camera en 9-inch lens ontworpen en gebouwd door NIST, maakte het team de eerste natuurlijke kleurenfoto's van een zonsverduistering.

NIST bouwde zelfs de werelds eerste atoomklok, in 1949. Hoewel de klok niet accuraat genoeg was om als tijdstandaard te dienen, bewijst het wel het concept en leidde tot de eventuele ontwikkeling van de eerste atoomklok die accuraat genoeg was om een tijdstandaard te zijn, gebouwd bij het National Physical Laboratory in het VK in 1955. (Let op dat NIST vandaag de dag de officiële atoomklok van de wereld onderhoudt.)

In 1953 had NIST samengewerkt met de American Dental Association om de panoramische röntgenmachine te vinden — waardoor het mogelijk werd om een afbeelding van de gehele mond met slechts één blootstelling te maken, wat helpt de stralingsblootstelling te minimaliseren. Vroeger hadden NIST en de ADA bijgedragen aan de uitvinding van de hoge-snelheid tandartsboor.

Kijkend naar de Amerikaanse volkstelling van 1960, ontwikkelden NIST en het Census Bureau in 1954 de Film Optical Sensing Device for Input to Computers. "FOSDIC", zoals het bekend was, maakte het mogelijk om handgemerkte formulieren te scannen naar microfilm en daarna om te zetten in computercode. Het apparaat, capabel om 10 miljoen antwoorden per uur te lezen, werd geüpdatet en gebruikt om volkstellingsgegevens te verwerken tot 1990.

In ander digitaal nieuws, werd in 1957 een eerste-generatie computer ontworpen en gebouwd bij NIST gebruikt om het eerste digitale beeld te produceren. NIST-ingenieur Russell Kirsch en zijn collega's maakten een gescande afbeelding van Kirsch's drie-maanden-oude zoon, Walden, terwijl ze werkten aan een methode voor de Standards Eastern Automatic Computer (SEAC) om cijfers en letters te herkennen. Kirsch's nalatenschap leeft voort: Kleine Walden groeide op om bij Intel te werken, en in 2003 noemde Life magazine de afbeelding een van de "100 Foto's Die de Wereld Veranderden" vanwege de impact op de ontwikkeling van digitale fotografie.

In 1967 was het eerste SRM voor klinische toepassingen een levensredder: een NIST-traceerbare standaard voor het testen van menselijk cholesterine. Daarvoor waren cholesterinetesten berucht onbetrouwbaar; afwijkend met zoveel als 23%, hadden ze vaak geleid tot ofwel onnodige behandeling of ongedetecteerde risico's die patiënten in gevaar brachten.

Met de oliecrisis van de vroege jaren '70 leidend tot de ontwikkeling van oliereserves en omgevingsrisico's voor de Alaskaanse kust, vroeg de National Oceanographic and Atmospheric Administration NIST om baselijngegevens over de mariene omgeving te verzamelen. Veel later — in 1989 — zouden de 700 monsters van sediment, water en zeeleven die NIST verzameld had, kritiek blijken voor het beoordelen van de impact van de Exxon Valdez olieramp.

In samenwerking met NASA was een NIST-traceerbare standaard ook het eerste product dat in de ruimte werd gemaakt. In 1983, tijdens de eerste vlucht van de Space Shuttle Challenger, werd NIST SRM 1960 gecreëerd in de microgravitatie-omgeving van de shuttle. Bestaande uit perfect bolvormige, stabiele polystyreendeeltjes, is het product ontworpen om te helpen bij consistente meting van kleine deeltjes zoals die in medicijnen, cosmetica, voedingsproducten, verf, cementen en vervuiling.

Op verzoek van het onderzoeksschouder van het Amerikaanse Ministerie van Justitie, produceerde NIST de werelds eerste DNA-profileringstandaard, in 1992. Ontwikkeld over de loop van twee jaar, is SRM 2390 ontworpen om elke stap van de complexe analysemethode voor het identificeren van mensen met behulp van DNA te testen.

In de loop van de tijd heeft NIST voortgezet met het ontwikkelen van nieuwe en nauwkeurigere manieren om tijd te meten. Het jaar 1993 zag de introductie van de NIST Internet Time Service, die mensen in staat stelt hun computerklok in te stellen op Universeel Gecoördineerde Tijd (UTC), wat tot op de dag van vandaag als tijdstandaard over de hele wereld wordt geaccepteerd. En in 2010 werd de experimentele quantumlogica-klok van NIST gedacht de meest nauwkeurige klok ter wereld te zijn; het wordt verwacht dat hij in 4 miljard jaar geen seconde zal winnen of verliezen.

Wat Houdt De NIST-Traceerbare Toekomst In?

Duidelijk is dat wat NIST heeft gedaan niet alleen belangrijk is maar ook verstrekkend — en er is nog meer werk te doen. Bijvoorbeeld, hier bij Metal Cutting Corporation, ons gebruik van NIST-traceerbare kalibratie samen met onze andere KMS-standaarden helpt ons om hoogwaardige onderdelen te leveren die voldoen aan klantspecificaties. Echter, we wachten nog steeds op een NIST-traceerbare standaard voor de eddy-currenttestmethode die we vaak gebruiken om refractaire metalen te inspecteren op oppervlaktefouten zoals scheuren. (Mensen van NIST, leest u dit?) U kunt meer lezen over het gebrek aan een ECT-standaard en andere calibratie-gerelateerde kwesties in onze blog De Dilemma's van Kalibratie Standaarden.

Naleving van NIST-traceerbare standaarden, ISO 9001:2015 certificering en een bewezen KMS zijn slechts enkele van de kwaliteiten waar u naar moet zoeken in een metaalsnijpartner. Leer meer door onze gratis gids te downloaden, 7 Geheimen om een Nieuwe Contractpartner te Kiezen: Technische Gids voor het Outsourcen van Uw Precisie Metaalbewerking.

Deze week's blogger, Joshua Jablons, is de President van Metal Cutting Corporation.