COMO CALIBRAR EN TEMPERATURA (1 de 3)

INTRODUCCIÓN.

En este documento nos hemos propuesto a desarrollar los principales puntos a tomar en cuenta para realizar una calibración en temperatura de tipo industrial, incluyendo los equipos necesarios para llevarla a cabo.

El método de calibración que trataremos es el de comparación, que es el método más usado en la industria. De manera general podemos decir que este método consiste en comparar –como su nombre lo dice– las lecturas del termómetro bajo prueba contra las lecturas de un termómetro patrón cuando ambos están inmersos en un mismo medio a la misma temperatura.

CALIBRACIÓN.

De acuerdo con la normatividad vigente NMX-Z-055-1997-IMCN, Calibración se define como un conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores de las magnitudes indicadas por un instrumento de medición o un sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada o un material de referencia, y los valores correspondientes de la magnitud realizada por los patrones.

Lo primero que nos debemos preguntar es porqué realizar una calibración. Se podrán dar muchas respuestas, desde el requisito para cumplir con ciertas normas hasta el hecho de evaluar la incertidumbre del equipo que usamos. Pero en un sentido práctico, la calibración en la industria se realiza para tener confianza en el equipo que estamos usando, con lo cual sabremos que no afectará la calidad de nuestro producto o servicio.

EQUIPO.

El equipo necesario que se ocupa normalmente para realizar una calibración es el siguiente:

• Termómetro de referencia.

• Indicador para el termómetro de referencia.

• Indicador para el termómetro bajo prueba.

• Fuente de temperatura.

Termómetro de referencia.

El termómetro de referencia será el que nos indique el valor “real” de temperatura que tiene la fuente de calor. Éste puede ser de varios tipos y la decisión de cual es el adecuado dependerá en buena medida del intervalo de temperatura y de su incertidumbre. Enseguida enumeramos los distintos tipos de termómetros de referencia y sus principales características.

Termómetro de resistencia de platino patrón.

Este termómetro es el más usado como termómetro de referencia, en inglés se le conoce como SPRT (Standard Platinum Resistance Thermometer) y sus principales características son las siguientes:

• Intervalo de uso de –200°C hasta 1000°C.

• Versiones de 0,25; 2,5; 25,5 y 100 W .

• Muy estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,001°C hasta 0,01°C.

• Caro y frágil.

Termómetro de resistencia de platino.

También conocido como PRT (Platinum Resistance Thermometer) o en ocasiones como RTD (Resistance Temperature Detector), cabe aclarar que este último término es genérico, ya que el SPRT y el termistor también son RTD's.

El PRT es muy similar al SPRT, sus características son:

• Intervalo de uso de –200°C a 660°C.

• Normalmente de 100 W .

• Estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,01°C hasta 0,025°C.

• No tan caro y un poco menos frágil que el SPRT.

Termistor.

El termistor es muy usado como termómetro de referencia a temperaturas cercanas a la ambiente, esto debido a que su intervalo de temperatura no es muy amplio. El termistor tiene las siguientes características:

• Intervalo de –20°C a 150°C.

• Versión de 10 k W

• Muy estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,002°C hasta 0,01°C.

• No es ni tan caro ni tan frágil como el SPRT.

Termopar.

De los termómetros de referencia es el menos exacto, sin embargo su intervalo de temperatura es bastante amplio, por esta razón es prácticamente la única opción para altas temperaturas. El termopar se caracteriza por lo siguiente:

• Intervalo de 0°C a 1450°C.

• Hecho de metales nobles.

• Menos estable y exacto.

• Incertidumbres típicas de 0,05°C a 0,5°C.

Normalmente no es tan caro ni tan frágil como el SPRT.

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Los relés de nivel LVM (Controles de nivel)

Hay dos modelos básicos para medir el nivel: accionados por conductancia y accionados por flotador.

Los controles por conductancia utilizan probetas y la conductividad del mismo líquido para detectar el nivel. Se utilizan controles de una sola probeta para accionar alarmas o desconexiones por bajo o alto nivel; y controles multiprobeta para arrancar y parar equipos auxiliares a varios niveles. Para lugares con poco espacio o tanques subterráneos, el control puede estar montado en un lugar lejos de los sensores. Los modelos difieren entre sí en el voltaje secundario y en la sensibilidad de entrada.

Los controles de modulación neumática, cuando se utilizan con válvulas neumáticas, atenderán el nivel del líquido en tanques o depósitos presurizados. Funcionan modulando la presión de aire que llega a la válvula de control. Los controles neumáticos mejoran la eficacia del sistema, pues permiten ajustar el flujo de entrada o salida de acuerdo con la demanda, con lo que mantienen un control más exacto. Los controles neumáticos son particularmente apropiados para trabajar en ciertos lugares peligrosos, puesto que no necesitan de electricidad.

Los controles operados por flotador trabajan mediante interruptores de mercurio o interruptores de acción rápida. Son utilizados para prevenir niveles altos o bajos y conectar o desconectar dispositivos auxiliares. Están disponibles en tres modalidades: con un interruptor para el control de bajo nivel de agua; con dos interruptores para añadir el control de la bomba; o con tres interruptores para añadir una alarma de alto nivel de líquido.

Una vez que los controles de nivel han detectado un alto o bajo nivel de fluido, deben disparar un proceso por medio del cual el tanque se llene o se vacíe. Para ello se utilizan los relés de nivel.

Una de las más corrientes aplicaciones de los motores eléctricos se encuentra en los procesos de bombeo de agua y líquidos conductores. El trabajo de estos motores normalmente es una operación automática en donde los niveles de agua y de los otros líquidos además de la misma presión de ellos es controlada por dispositivos diseñados para estos propósitos.

Los relés de nivel son dispositivos que permite automatizar estos procesos. Los relés de nivel de agua son relés de resistencia y estos son dispositivos de estado sólido, diseñados para cumplir la función de sensado por variación de la resistencia entre dos electrodos.

Estos dispositivos son utilizados en:

- Procesos industriales para la detección de nivel de líquidos conductores como puede ser el agua.

- Detección de líquido en el conductor de la fuente a la bomba para que esta no trabaje en vacío.

Los relés de agua puede ser utilizado en varias aplicaciones, siendo las más comunes:

- Un tanque de agua necesita ser llenado.

- Un deposito de agua necesita ser secado.

Lovato Electric ofrece cuatro modelos de relés:

•  Relé de nivel para líquido conductivo LVM 20, LVM 30 y LVM 40. Estos modelos varían en el tipo de entrada, la sensibilidad regulable, la existencia de un potenciómetro para regular el retardo de la señal de arranque y las funciones de llenado y vaciado combinables.

•  El modelo LVM P10 es un relè de alternancia para 2 motores, que permite equilibrar el tiempo de funcionamiento de dichos motores, instalados como principal y reserva.

Lovato Electric de México ofrece relés de nivel y una gran variedad de componentes eléctricos para automatización industrial.

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Los instrumentos de presión

La presión es uno de los parámetros importantes a medir en tuberías de proceso y se define como la cantidad de fuerza ejercida por unidad de área, la cual puede ser medida en diferentes unidades (tabla 1). Todo en nuestro entorno se encuentra sometido a la presión atmosférica (que varía según la altura siendo de una atmosfera a nivel del mar) la cual sumada a la presión relativa (también llamada manométrica) nos da un valor de presión absoluta.

La presión manométrica, como su nombre lo indica es medida con un manómetro los cuales se basan en los principios de la hidráulica para su funcionamiento. Existen varios tipos de manómetros algunos de los cuales se describen a continuación:

Manómetro de tubo abierto

Este tipo de manómetros constan de un tubo en u o inclinado en el cual se introduce un líquido como el mercurio en una hasta se conecta al sistema de medición de presión y en la otra está abierto a l atmósfera, el tubo se encuentra graduado indicando la presión leída.

Manómetros tipo Bourdon

Consta de una carátula graduada y una aguja indicadora articulada a un tubo de metal flexible, curvo y plano llamado Bourdon el cual al ser sometido a presión tiende a enderezarse haciendo que la aguja se mueva a indique la presión en la carátula, este tipo de manómetros tienen una precisión que va de 1% al 3%.

Manómetro de pistón

Consta de un pistón unido a la presión del sistema un resorte desbalanceador, aguja y carátula graduada. Al incrementarse la presión el pistón se mueve ejerciendo una fuerza contra el resorte desbalanceador, lo que ocasiona que la aguja se mueva indicando la lectura en la carátula.

Manómetro de diafragma

Está formado por una lámina ondulada o diafragma la cual transfiere la distorsión a una aguja la cual muestra la lectura indicada.

Manómetro de fuelle

Utiliza como medio elástico un fuelle metálico el cual recibe la fuerza proveniente de un líquido lo que hace que se estire transmitiendo el movimiento a una aguja indicando en una carátula la presión indicada.

Con la finalidad de obtener lecturas correctas de presión es necesario calibrar los manómetros a periodos regulares de tiempo así como realizar mantenimiento preventivo para evitar errores y asegurar el buen funcionamiento de los equipos.

Instrumentos Científicos y de Laboratorio (ICLAB) es una empresa dedicada a la calibración de instrumentos de medición tales como: espectrofotómetros, potenciómetros,  viscosímetros, balanzas, básculas, manómetros, entre otros.

El personal de ICLAB está ampliamente capacitado para dar un servicio y asesoría a la mayoría de los instrumentos existentes en el mercado.

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O bien, haga contacto directo con ICLAB para solicitar mayor información sobre su servicio de calibración de manómetros.