DIN EN 16602-70-05-2015 Space product assurance - Detection of organic contamination surfaces by infrared spectroscopy English version EN 16602-70-05 2014《航天产品保证 使用红外光谱法检测有机污染表面 英文.pdf

1、Januar 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 22DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%=B“2269231www.din.deDDIN EN 16602

2、-70-05Raumfahrtproduktsicherung Detektion von organischen Kontaminationen auf Oberflchen mitInfrarotspektroskopie;Englische Fassung EN 16602-70-05:2014Space product assurance Detection of organic contamination surfaces by infrared spectroscopy;English version EN 16602-70-05:2014Assurance produit des

3、 projets spatiaux Dtection des surfaces de contamination organique par spectroscopie infrarouge;Version anglaise EN 16602-70-05:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 64 SeitenDIN EN 16602-70-05:2015-01 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 166

4、02-70-05:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN

5、-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16602-70-05:2014) basiert auf ECSS-Q-ST-70-05C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16602-70-05:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von

6、Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16602-70-05:2015-01 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe, Symbole und Abkrzungen 3 Begr

7、iffe, Symbole und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01 und nach ECSS-Q-ST-70-01 und die folgende Benennung: geregelter Bereich 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 spektrales (dekadisches) Absorptionsma, A dekad

8、ischer Logarithmus (Logarithmus zur Basis 10) des Kehrwerts des Transmissionsgrads ASTM-E-131 ANMERKUNG Die Benennung spektrales Absorptionsma“ (en: absorbance) wird hufig auch fr den negativen Logarithmus des Verhltnisses der Strke des austretenden Strahlungsflusses zur Strke des einfallenden Strah

9、lungs-flusses bei anderen als Transmissionsprozessen verwendet, z. B. bei abgeschwchter Totalreflexion und bei diffuser Reflexion 3.2.2 Absorption Transfer von Infrarotenergie zu den im Strahlungsweg vorhandenen Moleklen 3.2.3 Absorptionskonstante Quotient aus dem Absorptionsma und dem Produkt aus d

10、er Konzentration der Substanz und der in der Probe durchlaufenen Weglnge ANMERKUNG 1 Absorptionskonstante = A/(l C), wobei A das spektrale dekadische Absorptionsma, C die Konzentration der Substanz und l die Weglnge in der Probe ist. blicherweise verwendete Einheiten sind cm fr l und kg m3fr C. ANME

11、RKUNG 2 Die entsprechende IUPAC-Benennung lautet spezifischer Absorptionskoeffizient“. entnommen aus ASTM-E-131 3.2.4 abgeschwchte Totalreflexion Reflexion, die auftritt, wenn beim Prozess der inneren Totalreflexion ein absorbierender Kopplungsmechanis-mus so wirkt, dass der Gesamtreflexionsgrad kle

12、iner als Eins wird ASTM-E-131 3.2.5 diffuse (gestreute) Reflexion Reflexion, bei der durch Diffusion an oder unterhalb der Oberflchen der Strahlungsstrom in viele Richtungen gestreut wird ASTM-E-131 DIN EN 16602-70-05:2015-01 4 3.2.6 Fouriertransformation mathematischer Prozess, der zur Umwandlung e

13、ines Amplitude-Zeit-Spektrums in ein Amplitude-Frequenz-Spektrum oder umgekehrt angewendet wird ASTM-E-131 3.2.7 Infrarotspektroskopie Spektroskopie im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums, d. h. in einem Wellenlngenbereich von etwa 0,78 m bis 1 000 m (Wellenzahlbereich 12 820 cm1bis 10

14、 cm1) entnommen aus ASTM-E-131 3.2.8 molare Absorptionskonstante, Produkt aus der Absorptionskonstanten und der molekularen Masse der Substanz ANMERKUNG Die entsprechende IUPAC-Benennung lautet molarer Absorptionskoeffizient“. entnommen aus ASTM-E-131 3.2.9 Strahlungsleistung, P die Energiemenge, di

15、e in Form elektromagnetischer Strahlung je Zeiteinheit bertragen wird ANMERKUNG 1 Fr die Strahlungsleistung wird die Einheit Watt verwendet. ANMERKUNG 2 Die Strahlungsleistung sollte nicht verwechselt werden mit der Strahlungsintensitt (I), bei der es sich um die innerhalb einer Zeitdauer je Raumwin

16、keleinheit emittierten Strahlungsenergie handelt (gemessen in Watt je Steradiant) 3.2.10 Reflexionsgrad, R Quotient aus der von der Probe reflektierten Strahlungsleistung und der auf die Probe einfallenden Strahlungsleistung ASTM-E-131 3.2.11 spezifische Flche Durchmesser des Infrarotstrahls an der

17、Fensterposition ANMERKUNG Die spezifische Flche wird angegeben als Quotient aus Strahldurchmesser und Flche. Beispiel: 7 mm/0,38 cm2, 10 mm/0,79 cm2oder 12 mm/1,13 cm2. 3.2.12 Transmissionsgrad, T Quotient aus der von der Probe bertragenen Strahlungsleistung und der auf die Probe einfallenden Strahl

18、ungsleistung ASTM-E-131 3.2.13 Wellenzahl, Anzahl der Wellen je Lngeneinheit ANMERKUNG 1 Die Einheit fr die Wellenzahl ist cm1. Unter Bezug auf diese Einheit ist die Wellenzahl der Kehrwert der Wellenlnge (wobei in cm angegeben wird). ANMERKUNG 2 Die Wellenzahl wird blicherweise als Einheit fr die X

19、-Achse eines IR-Spektrums verwendet. entnommen aus ASTM-E-131 DIN EN 16602-70-05:2015-01 5 3.3 Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Abkrzungen in ECSS-S-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen: Abkrzung Bedeutung ASTM Amerikanische Gesellschaft fr Materialprfung (en: American Societ

20、y for Testing and Materials) ATR abgeschwchte Totalreflexion (en: attenuated total reflection) AU Einheit des dekadischen Absorptionsmaes (en: absorbance unit) DOP Dioctylphthalat; synonyme Benennung: Bis-(2-ethylhexyl)phthalat (en: dioctylphthalate, synonym bis (2-ethylhexyl)phthalate) DRIFT diffus

21、e Reflexions-Fouriertransformationsinfrarotspektroskopie (en: diffuse reflection infrared Fourier transform) DTGS deuteriertes Triglycinsulfat als pyroelektrischer IR-Detektor (en: deuterated triglycine sulphate IR detector) ESD elektrostatische Entladung (en: electrostatic discharge) FTIR Fourier-T

22、ransform-Infrarot-Spektrometrie (en: Fourier transform infrared spectrometry) IES Institut fr Umwelt (en: Institute of Environmental Sciences) IPA Isopropanol (en: isopropyl alcohol) IR Infrarot (en: infrared) IUPAC Internationale Vereinigung der Reinen und Angewendeten Chemie (en: International Uni

23、on of Pure and Applied Chemistry) ISO Internationale Organisation fr Normung (en: International Organization for Standardization) MCT Quecksilber-Cadmium-Tellurid-IR-Detektor (en: mercury cadmium telluride IR detector) NVT nicht flchtiger Rckstand (en: non-volatile residue) PTFE Polytetrafluorethyle

24、n (en: polytetrafluoroethylene) QCM Quarzkristall-Mikrowaage (en: quartz crystal microbalance) RI Brechzahl (en: refractive index) S/N Signal-Rausch-Verhltnis (en: signal to noise ratio) UV ultraviolett (en: ultraviolet) VCM flchtiges kondensierbares Material (en: volatile condensable material) DIN

25、EN 16602-70-05:2015-01 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16602-70-05 October 2014 ICS 49.140 English version Space product assurance - Detection of organic contamination surfaces by infrared spectroscopy Assurance produit des projets spatiaux - Dtection des surfaces de

26、 contamination organique par spectroscopie infrarouge Raumfahrtproduktsicherung - Detektion von organischen Kontaminationen auf Oberflchen mit InfrarotspektroskopieThis European Standard was approved by CEN on 20 March 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal R

27、egulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN a

28、nd CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status

29、as the official versions. CEN and CENELEC members are the national standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ir

30、eland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and

31、by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16602-70-05:2014 EEN 16602-70-05:2014 (E) 2 Table of contents Foreword 5 1 Scope . 7 2 Normative references . 8 3 Terms, definitions and abbreviated terms 9 3.1 Terms defined in other standards . 9 3.2 Term

32、s specific to the present standard . 9 3.3 Abbreviated terms. 11 4 Principles 13 5 Requirements 14 5.1 Preparatory activities 14 5.1.1 Hazard, health and safety precautions 14 5.1.2 Facilities 14 5.1.3 Materials . 15 5.1.4 Handling 15 5.1.5 Equipment . 15 5.1.6 Miscellaneous items 16 5.2 Procedure f

33、or sampling and analysis 17 5.2.1 Summary 17 5.2.2 Direct method 17 5.2.3 Indirect method . 17 5.3 Reporting of calibration and test data 21 5.4 Quality assurance . 21 5.4.1 Data 21 5.4.2 Nonconformance . 21 5.4.3 Calibration . 21 5.4.4 Traceability . 25 5.4.5 Training . 25 5.5 Audit of measurement

34、equipment . 26 5.5.1 General . 26 DIN EN 16602-70-05:2015-01 EN 16602-70-05:2014 (E) 3 5.5.2 Audit of the system (acceptance) 26 5.5.3 Annual regular review (maintenance) of the system 27 5.5.4 Special review . 27 Annex A (normative) Calibration and test results DRD . 28 Annex B (informative) Select

35、ion criteria for equipment and accessories for performing the infrared analysis of organic contamination 30 Annex C (informative) Calibration of infrared equipment 35 Annex D (informative) Interpretation of infrared spectra . 40 Annex E (informative) The use of molecular witness plates for contamina

36、tion control . 44 Annex F (informative) Collecting molecular contamination from surfaces by wiping and rinsing . 49 Annex G (informative) Contact test . 54 Annex H (informative) Immersion test . 56 Figures Figure 5-1: Sampling and analysis procedure flow chart . 20 Figure C-1 : Example for a calibra

37、tion curve . 38 Figure C-2 : Measurement of peak heights . 39 Figure D-1 : Characteristic spectrum of bis (2-ethylhexyl) phthalate . 41 Figure D-2 : Characteristic spectrum of a long chain aliphatic hydrocarbon 41 Figure D-3 : Characteristic spectrum of poly (dimethylsiloxane) . 41 Figure D-4 : Char

38、acteristic spectrum of poly (methylphenylsiloxane) 41 Figure E-1 : Witness plate holder and witness plate used for organic contamination control 44 Figure E-2 : Example of a witness plate information sheet . 48 Figure F-1 : Example of a sample information form 53 Tables Table 5-1: Standard materials

39、 used for the IR analysis. 22 Table B-1 : Important properties of common window materials used for infrared spectroscopy 33 Table B-2 : Examples of compound references and suppliers 34 Table C-1 : Volumes to be applied from stock solutions and respective target amounts . 38 Table C-2 : Example resul

40、ts of the direct calibration method 39 DIN EN 16602-70-05:2015-01 EN 16602-70-05:2014 (E) 4 Table D-1 : Assignment of infrared absorption bands for the four main groups of contaminants 42 DIN EN 16602-70-05:2015-01 EN 16602-70-05:2014 (E) 5 Foreword This document (EN 16602-70-05:2014) has been prepa

41、red by Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16602-70-05:2014) originates from ECSS-Q-ST-70-05C. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at th

42、e latest by April 2015, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by April 2015 Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall not be held responsible for identifying any or all

43、such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over any EN covering the same scope but with a wider

44、domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former

45、 Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. DIN EN 16602-70-05:2015-01 EN 16602-70-05:2

46、014 (E) 6 Introduction One or more of the following organic substances can contaminate spacecraft materials and hardware, as well as vacuum chambers: Volatile condensable products of materials out-gassing under vacuum. Volatile condensable products of off-gassing materials. Back-streaming products f

47、rom pumping systems. Handling residues (e.g. human grease). Residues of cleaning agents. Non-filtered external pollution. Creep of certain substances (e.g. silicones). There are several methods for identifying organic species, such as mass spectrometry, gas chromatography and infrared spectroscopy,

48、or a combination of these methods. Infrared spectroscopy, which is the most widely used, is a simple, versatile and rapid technique providing high resolution qualitative and quantitative analyses. The technique is therefore baseline for the present Standard. DIN EN 16602-70-05:2015-01 EN 16602-70-05

49、:2014 (E) 7 1 Scope This Standard defines test requirements for detecting organic contamination on surfaces using direct and indirect methods with the aid of infrared spectroscopy. The Standard applies to controlling and detecting organic contamination on all manned and unmanned spacecraft, launchers, payloads, experiments, terrestrial vacuum test facilities, and cleanrooms. The following test methods are covered: Direct sampling of contaminants In