No hay dos calibraciones absolutamente iguales. Esto se puede ver en el ejemplo de los instrumentos de medición de temperatura: El método de evaluación que se elija para termómetros y sensores depende de las condiciones del proceso, las normas de calidad y los requisitos de seguridad. Dependiendo del método que se utilice, se le podrá certificar al objeto de calibración incluso el doble de precisión. Este puede ser un factor decisivo para maximizar la eficiencia del proceso.
La temperatura es el parámetro de medición más común en los procesos industriales. En los sistemas se instalan muchos termómetros y sensores. Los tipos y espectros de rendimiento dependen de las tareas de control respectivas. De sus requisitos y de las condiciones ambientales también se deduce la supervisión de los instrumentos de medición. La calibración regular es necesaria para validar la confianza en el valor medido o para detectar un cambio a tiempo. En el segundo caso, se puede reajustar o reemplazar el instrumento antes de que el proceso se vea afectado.
Calibración de instrumentos de sondas de temperatura y termómetros mecánicos con baños de calibración
Calibrar los instrumentos de medición significa un esfuerzo que muchas empresas no pueden o no quieren hacer por sí solas. Esto se aplica sobre todo a procesos certificados según la norma ISO 9001 y sistemas de calidad comparables. Los sistemas QS exigen una inspección periódica de los instrumentos de medición, que además debe ser trazable. Estas mediciones de control son realizadas por laboratorios de calibración certificados por el Organismo Alemán de Acreditación – DakkS (el equivalente en España es ENAC). Los fabricantes de la tecnología de medición, como Wika, disponen a menudo de los dispositivos para calibrar equipos de otros fabricantes.
Éstos pueden realizar una amplia gama de servicios, desde la comprobación de un estándar de servicio hasta la calibración de diseños específicos del cliente, como termómetros multipunto confeccionados. La gestión de calidad del cliente puede desarrollar en colaboración con el laboratorio los procesos de calibración necesarios para una instalación de forma diferenciada. Es importante determinar dónde los controles estándar son suficientes, dónde las soluciones específicas del cliente son ventajosas o dónde es necesario minimizar los tiempos de parada en el proceso utilizando un laboratorio móvil DAkkS. Dependiendo de las necesidades, son posibles los siguientes métodos de calibración.
Calibración comparativa
Un dispositivo sometido a prueba se calibra en comparación con un termómetro de referencia de mayor calidad. La temperatura de prueba estable que se necesita para ello se obtiene principalmente en baños de inmersión llenos de líquidos, sales o polvos. A temperaturas más altas, se utilizan hornos de calibración. En su interior están dotados de tubos de calor o bloques de compensación sólidos y altamente conductivos para una distribución homogénea de la temperatura.
El dispositivo sometido a prueba y la referencia se exponen conjuntamente a una temperatura constante. Una vez alcanzado el equilibrio térmico, se leen los valores y se llega a conclusiones sobre las propiedades metrológicas como, por ejemplo, el error de medición.
Este procedimiento no solo permite procesos rápidos. También tiene un aspecto económico, ya que se pueden calibrar varios termómetros simultáneamente en los baños u hornos. Sin embargo, con el equipo de prueba de varios componentes se incrementa la incertidumbre de la medición. En el laboratorio Wika es de 10 mK en una situación ideal.
Calibración en punto fijo
Con la calibración en punto fijo se puede lograr para el instrumento de medición una incertidumbre de medición significativamente menor, hasta ± 2 mK, y por lo tanto, una precisión dos veces mayor. Las células se utilizan como referencia para ajustar los puntos fijos de sustancias de alta pureza como el galio o el zinc. Las sustancias están presentes en los tres estados físicos, en función de la presión y de la temperatura. Durante las transiciones de fase, p. ej., de sólido a líquido, la temperatura del material permanece constante a presión constante y puede utilizarse para la calibración. Para algunas sustancias, se utilizan los puntos triples además de las transiciones de fase. En estos puntos, están presentes los tres estados físicos de la sustancia en equilibrio térmico. Pueden ajustarse con gran precisión y repetibilidad en cualquier momento. También se pueden mantener durante un período de tiempo más largo.
La escala de temperatura internacional define 16 puntos fijos: desde el punto triple del hidrógeno (-259,3467 °C) hasta el punto de solidificación del cobre (+1084,62 °C). El laboratorio Wika, por ejemplo, calibra en los puntos triples de mercurio y agua, en el punto de fusión del galio y en los puntos de solidificación de estaño, zinc y aluminio. De este modo se cubre un intervalo de temperaturas de 33,8344 a +660,323 °C.
No todos los instrumentos de medición de temperatura son adecuados para la calibración en punto fijo. Para los termómetros de resistencia, por ejemplo, el platino del sensor debe cumplir ciertos criterios de pureza y el embobinado del cable debe estar libre de tensiones.
Calibraciones personalizadas
En algunos casos, los laboratorios de calibración deben diseñar el proceso de la prueba de acuerdo con las directrices que se adaptan directamente al objeto de calibración en cuestión. Un ejemplo de ello son los sensores de temperatura con transmisores conectados que están homologados para dispositivos de medición (MID) según la directiva 2014/32/EU. Su calidad debe verificarse inmediatamente después de la fabricación mediante una calibración DAkkS trazable. Para ello se realiza una calibración del sistema en tres puntos del rango de medición del transmisor: 0 %, 50 % y 100 %. El requisito es que el transmisor y el sensor de temperatura primero deben ser ajustados entre sí con los coeficientes. Dependiendo del rango de medición, existen límites de tolerancia para las señales analógicas y digitales que deben cumplirse. Por lo tanto, deben medirse y documentarse ambas señales.
Otro ejemplo es la calibración de un termómetro multipunto en un horno tubular con una referencia integrada. En este caso, se miden los termopares a lo largo de la lanza termométrica en el estado instalado, y no, como suele ser el caso, individualmente antes del montaje. Esto requiere un horno tubular con un inserto perforado a través del cual se puede transportar la lanza. Todos los sitios de medición se comprueban en tres puntos de medición. La longitud y la masa del horno tubular están dimensionadas de modo que el área de paso forma una zona de temperatura homogénea y estable.
Los termómetros multipunto se preparan en mesas de equipos especiales para la calibración. Un soporte protege la lanza de la flexión mecánica durante el paso. En este proceso, la longitud del termómetro solo está limitada por el espacio.
Los hornos tubulares de diseño estándar se utilizan para otras tareas de calibración. Entre otras cosas, se utilizan para examinar termopares en intervalos de temperaturas altas (hasta 1.600 °C).
Calibraciones in situ
Calibración de instrumentos de presión y temperatura in situ
La calibración de instrumentos de medición en un laboratorio externo suele provocar una parada prolongada del proceso afectado. A menudo, es posible minimizar estos tiempos de inactividad mediante un laboratorio de calibración móvil. Wika dispone en Alemania de tres unidades de este tipo, que también están certificadas por DAkkS para el parámetro de medición temperatura y autorizadas a emitir los certificados de calibración correspondientes. La calibración en la unidad móvil acelera el proceso de calibración en un factor 5. Por regla general, este servicio es rentable a partir de diez dispositivos sometidos a prueba