Trazabilidad en la calibración de transmisores de presión

Trazabilidad en la calibración de transmisores de presión

Las cargas mecánicas, químicas y térmicas con el tiempo reducen la precisión de un transmisor de presión. Por esta razón, deben calibrarse periódicamente, y es en este contexto donde el término “rastreable” juega un papel importante.

La calibración de transmisores de presión implica probar su precisión y reconocer lecturas desplazadas en una etapa temprana. Por tanto, se realiza una calibración antes de un ajuste, durante la cual se corrigen posibles averías. La calibración en sí se realiza con la ayuda de un dispositivo de referencia (o estándar). La precisión de este dispositivo de referencia debe ser trazable a un estándar nacional para cumplir con series de estándares importantes como EN ISO 9000 y EN 45000.

La jerarquía de calibración

Para garantizar la comparabilidad de los resultados medidos, estos deben ser trazables a un estándar nacional a través de una cadena de mediciones comparativas. Si imaginamos esta jerarquía como una pirámide, entonces la precisión aumentará de manera ascendente. En el pináculo se encuentra el estándar nacional aplicado por los institutos nacionales de metrología. En Alemania, es el Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB), la autoridad nacional de análisis, el responsable de la metrología. En los Estados Unidos es el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología NIST. El estándar de referencia (también denominado estándar primario) es normalmente un comprobador de peso muerto. Con una incertidumbre de medición de <0,005%, esto ofrece la mayor precisión posible.

Para cumplir con su tarea de ofrecer servicios a la ciencia y la empresa en el campo de la calibración, PTB también colabora con laboratorios de calibración acreditados. Estos utilizan estándares de fábrica o de trabajo, que luego se calibran a intervalos regulares con los estándares de referencia del instituto nacional. Los estándares de trabajo residen directamente debajo del estándar de referencia dentro de la jerarquía y tienen una incertidumbre de medición típica de> 0,005% a 0,05%. Los estándares de fábrica, que también se aplican en la producción con la función de garantía de calidad, tienen una incertidumbre de medición típica de> 0,05% a 0,6%. En el nivel más bajo de la estructura jerárquica se encuentran los dispositivos de prueba internos

Cada uno de estos dispositivos de referencia se calibra utilizando el siguiente estándar superior dentro de la jerarquía. La incertidumbre de medición del estándar debe ser de tres a cuatro veces menor que la del dispositivo de referencia a calibrar.

Cualquier equipo de prueba utilizado internamente también debe ser rastreable a la norma nacional. Por tanto, la trazabilidad describe el proceso mediante el cual las lecturas de un dispositivo de medición en una o más etapas, según el tipo de dispositivo involucrado, se pueden comparar con un estándar primario para la variable de medición relevante. El Organismo de Acreditación Alemán (DakkS) ha definido los siguientes elementos con respecto a la trazabilidad:

  1. La cadena de comparación debe permanecer ininterrumpida (por ejemplo, no omitiendo un paso o comparando un dispositivo de prueba directamente con el estándar de referencia).
  2. Se debe conocer la incertidumbre de la medición para cada paso de la cadena, de modo que se pueda calcular la incertidumbre total en toda la cadena.
  3. Deberá documentarse cada paso de la cadena de medición.
  4. Todos los organismos que realicen uno o más pasos en la trazabilidad deben poder demostrar su competencia mediante acreditaciones adecuadas.
  5. La cadena de comparación tiene que terminar con estándares primarios para realizar unidades SI.
  6. Las recalibraciones deben realizarse a intervalos regulares. Estos períodos de tiempo dependen de una serie de factores, incluida la frecuencia y la naturaleza del uso.

DAkkS proporciona aquí información más detallada sobre la trazabilidad de los equipos de medición y prueba según las normas nacionales .

Calibración de transmisores de presión

Calibración de transmisores de presión

Debido a influencias mecánicas, químicas o térmicas, la precisión de un dispositivo de medición cambia con el transcurso del tiempo. Este proceso de envejecimiento es normal y no puede pasarse por alto. Por tanto, es fundamental reconocer estas alteraciones a tiempo mediante la calibración.

La calibración de los manómetros es importante por varias razones. Por un lado, se trata de la adherencia a estándares establecidos como ISO 9001, por mencionar solo uno. Los fabricantes, por otro lado, también obtienen ventajas muy específicas, como mejoras en los procesos y ahorros de costes (al utilizar las cantidades correctas de materias primas, por ejemplo). Esto puede resultar muy valioso, ya que un estudio realizado por Nielsen Research Company en 2008 muestra que los costos de la calibración defectuosa para las empresas productoras promedian 1,7 millones de dólares por año. Además, la calibración también debe considerarse como un componente central del aseguramiento de la calidad. En algunos sectores, como la industria química, las calibraciones consistentes y sin errores también son un factor relevante para la seguridad.

Definición: Calibración, ajuste y verificación

The terms calibration, adjustment and verification are often used synonymously. All three terms, however, contain significant differences. In the case of calibration, the display of the measuring instrument to be tested is compared to the results from a standard. The standard here is a reference device, the precise function of which remains assured. Using comparative measurements, each measuring device must be capable of being traced back to a national standard through a chain of comparative measurements (“traceability”). For the primary standards, meaning those at the very top of the calibration hierarchy, deadweight testers are generally used for pressure gauges (as are piston manometers), which are employed in national institutes and calibration laboratories.

Durante el ajuste (también denominado alineación), tiene lugar una intervención en el dispositivo de medición para minimizar los errores de medición. La intención aquí es corregir las inexactitudes que surgen del envejecimiento. Por lo tanto, el ajuste precede generalmente a una calibración y aquí se realiza una intervención directa en el dispositivo de medición. Por tanto, también se lleva a cabo una calibración adicional después de un ajuste para verificar y documentar esa corrección.

La verificación implica una forma especial de calibración. Siempre se aplica cuando el dispositivo a probar está sujeto a controles legales. Este es siempre el caso cuando la precisión de la medición es de interés público. También es siempre el caso cuando los resultados medidos tienen una influencia directa en el precio de un producto. Un ejemplo aquí serían los caudalímetros instalados en las estaciones de servicio. En Alemania, la validación es el área de responsabilidad de la Oficina Nacional de Pesas y Medidas y los centros de prueba aprobados por el estado.

La calibración de manómetros: requisitos

Antes de la calibración, primero debe determinarse la capacidad de calibración real del dispositivo de medición. El Servicio de Calibración Alemán (DKD) ha publicado la directiva DKD-R 6-1 para la calibración de manómetros. Al calibrar manómetros mecánicos, el DKD estipula una serie de pruebas, que se dividen en pruebas de apariencia (incluida la inspección visual de daños, contaminación y limpieza, inspección visual del etiquetado) y pruebas funcionales (integridad del sistema de línea del dispositivo calibrado, funcionalidad eléctrica , funcionamiento impecable de los elementos de control).

En el siguiente capítulo de la directiva DKD-R 6-1, el DKD señala las condiciones ambientales para la calibración, donde la calibración debe realizarse a una temperatura ambiental estable. Además, sería ideal si se llevara a cabo en las condiciones reales de funcionamiento del propio instrumento de medición.

La calibración de manómetros: procedimiento

Una vez que se determina la capacidad de calibración y las condiciones ambientales son ideales, puede comenzar la calibración real. El manómetro debe calibrarse aquí preferiblemente como un todo (cadena de medición), teniendo en cuenta también la posición de montaje prescrita.

En la directiva DKD-R 6-1 de DKD, se describen diferentes ciclos de calibración para diferentes clases de precisión. En este punto, nos limitaremos al ciclo de calibración A para la clase de precisión de <0.1 . Este ciclo de calibración también resulta ser el más extenso.

Secuencias de calibración según la directiva DKD-R 6-1

Al calibrar dispositivos de clase de precisión A, el DKD estipula tres cargas hasta el rango de medición completo antes de que se lleven a cabo las secuencias de medición reales. En cada caso, la presión máxima debe mantenerse durante 30 segundos antes de liberarse por completo.

A continuación, se deben alcanzar nueve puntos distribuidos uniformemente en el rango de medición mediante un aumento continuo de la presión. El punto cero se considera aquí el primer punto de medición. Los puntos de medición de destino deben alcanzarse “desde abajo”. Como resultado, el aumento de presión solo se puede realizar lentamente. Si se sobrepasa un punto objetivo, la histéresis resultante conduce a una falsificación de los resultados. En este caso, la presión debe reducirse drásticamente para llegar desde debajo del punto de medición a alcanzar. Una vez que se alcanza el valor, esto también debe mantenerse durante al menos 30 segundos antes de que se lea realmente.

Este proceso se repite luego para todos los puntos de medición restantes. Pero el último punto tiene una peculiaridad, ya que se mantiene durante dos minutos más y luego se lee de nuevo y se documenta.

Una vez completada, puede comenzar la segunda etapa de la primera secuencia. Esto ahora ocurre a la inversa, donde los puntos de medición individuales se alcanzan de arriba a abajo. La presión debe reducirse solo lentamente aquí para que esta vez no se supere el valor objetivo. Esta segunda secuencia de medición termina con una lectura en el punto cero.

La segunda secuencia de medición puede comenzar después de que el medidor haya estado en un estado sin presión durante tres minutos. Ahora se repite el ciclo de subir y bajar la presión sobre los puntos de medición individuales.

Secuencia de calibración A según la directiva DKD-R 6-1

Calibración interna de transmisores de presión

En la mayoría de las aplicaciones industriales, la calibración por un laboratorio especializado no es necesaria y, a menudo, tampoco es práctica. Para la calibración de manómetros in situ, serían adecuados los calibradores de presión portátiles. Estos no son tan precisos como un probador de peso muerto, pero por regla general son completamente suficientes. En estos dispositivos portátiles, se combinan los estándares de trabajo y la generación de presión. Al calibrar un transmisor de presión, se realiza una calibración de punto cero con las válvulas abiertas, una vez establecidas las conexiones de presión y eléctricas entre el transmisor y el instrumento de prueba. Los puntos de prueba de presión individuales se pueden controlar con la bomba integrada. Las señales eléctricas resultantes se miden y almacenan a través de registradores de datos integrados, donde estos datos se pueden leer en una PC.

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