4 especificaciones que debes considerar para elegir un calibrador de temperatura

4 especificaciones que debes considerar para elegir un calibrador de temperatura

Si cuentas con poca información para poder elegir adecuadamente un baño de calibración, en esta nota te diremos cuáles son las principales características que debes considerar al momento de adquirir uno.

Durante un viaje a Europa un grupo de especialistas visitaron un laboratorio que se encontraba en proceso de acreditación. El proceso estaba parado a consecuencia del baño de calibración. El laboratorio ya había probado dos baños de fabricantes distintos. El primer baño no cumplía con las expectativas y el fabricante no corregía la situación, así que se decidió regresarlo al fabricante; el segundo baño era un baño de trabajo, pero cuando el auditor lo puso a prueba no cumplió con la estabilidad y los niveles de uniformidad requerida, por lo que el auditor disminuyó la exactitud del laboratorio.

El principal problema es que la mayoría de los fabricantes proporcionan muy poca información sobre el desempeño de sus baños. Incluso algunos llegan a decir que la estabilidad del baño no es necesaria para una calibración de alta exactitud. Otros, ni siquiera mencionan las características de estabilidad o evitan contestar preguntas relacionadas a este tema, por lo que se puede concluir que ocultan algo.

Para evitar estos desencantos hemos creado este artículo en donde te mencionaremos las principales características que debes considerar al momento de tomar tu decisión de compra.

Laboratorio acreditado

Las normas de acreditación publicadas por el National Voluntary Laboratory Accreditation Program (NVLAP) especifican que la estabilidad de temperatura y la uniformidad del fluido del baño debe ser al menos 10 veces mejor que la incertidumbre requerida del sensor que se está calibrando.

Si vas a poner a prueba un sensor con una especificación de ±0.05 °C sobre todo el intervalo, el baño de calibración deberá ser estable y uniforme a ±0.005 °C. Te encontrarás en la necesidad de tener un baño con un rendimiento a la tercera cifra decimal en cada temperatura que vas a probar.

Estabilidad

La estabilidad es una medición del desempeño de control del baño. ¿Qué tan bien puede mantener una temperatura constante? La inestabilidad a corto plazo es normalmente vista como una oscilación alrededor del punto de control con picos definidos en “2-sigma” o “±”. Si la temperatura del fluido del baño cambia durante tu medición, no puedes tener resultados fiables de calibración.

La inestabilidad a corto plazo es crucial, por lo que debes preguntar sobre este tema y definir un corto plazo con una duración de al menos 15 minutos, menos de eso puede ser bastante frustrante.

Una estabilidad a largo plazo (después de varias horas, días o semanas) puede ser más conveniente. Si tu trabajo necesita un valor exacto o absoluto, por ejemplo; 25.000 °C y el baño tiene una deriva a largo plazo, deberás reajustar el punto de control configurado y esperar un equilibrio (obtenido de la estabilidad de corto plazo) antes de cada uso. Así que, deberás conocer muy bien tanto la estabilidad a corto plazo como la de largo plazo antes de buscar un baño que cumpla con tus necesidades o en su caso asesorarte con un experto que pueda guiarte en este proceso.

La inestabilidad a largo plazo, normalmente se presenta como una deriva en una sola dirección, sin embargo, en algunos baños se puede ver como una curva a largo plazo o una oscilación.

La estabilidad de un baño puede variar a diferentes temperaturas. Algunos baños tienen un mejor rendimiento a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente. Entre más frío o caliente sea el punto de ajuste menor será la estabilidad.

La mayoría de los vendedores de estos equipos únicamente te proporcionan una especificación en o cercanas al ambiente. Otros, únicamente te dan una sola especificación de la estabilidad y no mencionan que ésta solo aplica a una temperatura en un intervalo reducido.

Te recomendamos preguntar por la estabilidad en todo el intervalo que te interesa.
Uniformidad

Un baño puede tener una buena estabilidad, pero una pésima uniformidad. El baño debe tener una temperatura homogénea en toda la zona de prueba en donde llevarás a cabo tus mediciones comparativas. Cuando colocas dos o más termómetros en el fluido, estos deberán estar a la misma temperatura durante tu medición. La especificación de uniformidad define el valor máximo para esta fuente de error. Entre más sondas estés probando, más grande deberá ser la zona de prueba y, por ende, la uniformidad se vuelve mucho más importante.

La uniformidad depende principalmente de la mezcla del fluido del baño. ¿El baño cuenta con una bomba para mezclar el fluido? Si la respuesta es sí ¿Existen patrones de flujo térmico que interfieren en la uniformidad? Te recomendamos preguntar tanto por la gradiente vertical como por la horizontal.

En el caso de los baños de calibración de flujo laminar (en donde el líquido es agitado en un patrón circular, puede ser que no exista una gradiente horizontal, pero debido a que el fluido no se mezcla verticalmente, existen gradientes entre diferentes profundidades del baño. Esto es un problema cuando tus sondas bajo prueba no son de la misma longitud. Por ejemplo, si estás probando sondas con 3 pulgadas de largo y tu patrón es un SPRT de 19 pulgadas, entonces tienes un problema. Puedes sumergir las sondas de 3 pulgadas, pero si tratas de sumergir el SPRT solo 3 pulgadas no tendrás la profundidad suficiente para evitar pérdidas por conducción y radiación al ambiente que afectarán la medición del SPRT. Si sumerges adecuadamente el SPRT y tu baño tiene gradientes verticales, no podrás medir la temperatura de las 3 pulgadas de profundidad de tus sondas bajo prueba.

Intervalo de temperatura

El intervalo de temperatura anunciado no siempre es el intervalo práctico utilizable. Por ejemplo, un baño con un intervalo anunciado de -80 °C a 150 °C puede ser un poco engañoso. El baño puede operar sobre ese intervalo de temperatura, pero en la actualidad no existe un fluido que coincida con ese intervalo. Aquellos fluidos que tienen un mejor rendimiento a -80 °C se evaporarán rápidamente antes de llegar a los 100 °C y mucho menos llegarán a los 150 °C.

Un baño de calibración de aceite con un intervalo anunciado de 35 °C a 300 °C estará limitado por el aceite de silicón que utiliza. Un buen aceite de 300 °C será muy viscoso como para tener un buen rendimiento debajo de los 80 °C, así que con ese fluido el intervalo del baño realmente es de 80 °C a 300 °C.

Además del fluido también existen otros mecanismos que limitan el funcionamiento del baño como pueden ser: refrigeración, aislamiento, tipos de calentador, y características de diseño.

Te sugerimos preguntar a tu proveedor todas las preguntas que creas necesarias. Si el vendedor dice que la estabilidad esperada del baño es de ±0.005 °C en todo el intervalo pídele una gráfica a varias temperaturas. Si vas a comprar un baño de calibración para usarlo a 300 °C y el fabricante te proporciona datos de desempeño sobre los 100 °C deberás de ser un poco escéptico.

Si te hablan sobre “exactitud de calibración” en lugar del desempeño del baño, pregunta por datos de estabilidad y uniformidad específicos tomados en el fluido del líquido. Finalmente, pregunta por el soporte post-venta, deberás estar seguro que si tienes problemas con el uso o desempeño del baño cuando esté en tu laboratorio podrás contar con especialista que te ayuden a resolver el problema, como lo hacen nuestros expertos en MB Instrumentos.

Referencia: Fluke Calibration. Application Note “Buying the right temperature calibration bath” [documento en líneahttp://la.flukecal.com/ acceso: agosto de 2016].
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