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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS ACTIVIDAD 5 CALIBRACIÓN DE UN MANÓMETRO DE TIPO TUBO DE BOURDON M.E RAÚL GUTIÉRREZ HERRERA NOMBRE: GUILLERMO PINEDA CORREA MATRICULA: 1889101 CARRERA: IMTC DIA: MIERCOLES HORA: V5

BRIGADA: 306

SEMESTRE ENERO-JUNIO 2019 FECHA: 27/MARZO/2019

INTRODUCCIÓN En esta actividad se va a hablar mucho sobre la importancia de la calibración en objetos de medición que toda esa información viene reunida en lo que es el marco teórico junto con las diferentes maneras en que se puede calibrar un aparato de medición y ya después viene los datos y resultados una tabla donde se muestra como se checo la presión en un calibrador de peso muerto o carga estática y vienen los valores obtenidos como su conversión en algunas de las unidades mas utilizadas para poder describir la presión luego viene un resumen donde se trato de resumir lo que viene en el documento y ya por ultimo una pequeña conclusión donde se describe la importancia de los aparatos de medición y el por que de tenerlos muy bien calibrados y recordando que todavía en esta actividad se siguen trabajando con manómetros y con ello con la presión. En este documento vienen cosas muy importantes en cuestión de lo que es los aparatos de medición y trate de que la mayor información se centrara en lo que son aparatos de medición de presión y vienen mucha información sobre compañías que hacen ese tipo de servicio de calibración.

MARCO TEÓRICO La calibración de presión es la comparación de la salida de un dispositivo que se utiliza para medir presión con la de otro dispositivo de medición de presión, o con un estándar de medición de presión. Esto normalmente implica conectar el dispositivo bajo prueba (DUT) al dispositivo estándar y generar una presión común en el circuito de medición. Las salidas de los dispositivos se comparan a una o más presiones, normalmente desde las lecturas más bajas a las más altas del intervalo de escala completo del dispositivo bajo prueba, o el intervalo para el que se utiliza normalmente. El proceso de comparación se realiza en una cadena desde el nivel más alto de producción de presión fundamental, hasta los dispositivos de medición de presión de cada día, para garantizar que las mediciones de presión sean precisas y que cumplan con las normas aceptadas u obligatorias. Es importante calibrar para establecer con exactitud que los resultados que arroja un instrumento de medida sean los mismo que la magnitud que se mide con él. Esto se logra con un patrón de referencia que sea reconocido y tenga trazabilidad al CENAM (Centro nacional de metrología). ¿Qué pasa si no calibro? Debemos entender que NO calibrar instrumentos que son utilizados en producción, investigación, desarrollo farmacéutico, químico, alimenticio, entre otros puede llegar a ser desastroso. ¿Qué factores pueden alterar mis instrumentos calibrados con anterioridad? Una vez que se calibró un instrumento éste se puede ver alterado por: Contaminación Daño físico Inicialización inapropiada Instalación inadecuada ¿Cuáles son los beneficios que obtengo al calibrar mis instrumentos? Algunos beneficios entre muchos otros son: La calibración asegura el reemplazo de un instrumento por actualización o descompostura, sin afectar el tiempo de operación de su proceso. Cumplimiento de su sistema de calidad ISO 9000, 7.6 Control de Equipos de Monitoreo y Medición. Descubrir problemas de instrumentación antes de que causen una falla

completa. Calibración es la forma de evidenciar y registrar el error de un instrumento de medición, comparado en su misma magnitud con un instrumento patrón o de referencia llamado “valor verdadero” (es realmente un supuesto valor verdadero al que le tenemos que incorporar una incertidumbre de medición, ya que un valor verdadero exacto solo existe en forma teórica). Dicho patrón debe cumplir con el requisito de estar calibrado y con una trazabilidad a un ente nacional de metrología u otro laboratorio con reconocimiento internacional (Trazabilidad: es la existencia de una cadena de calibraciones donde nuestro patrón sea calibrado con otro de mejor calidad hasta llegar a un patrón primario como puede ser el que pertenece al I.N.T.I. o estar directamente calibrado por este ente). De manera tal que podamos asegurar la calidad de las mediciones que realizamos y minimizar así los errores. (Error: es la diferencia que existe entre el valor medido por equipo a calibrar y el valor medido por el patrón corregido). La calibración es como una foto del estado instantáneo del instrumento que nos informa el error del mismo, es decir las condiciones del mismo en el momento en que se realizaron dichas comparaciones con un patrón. Siempre puede existir un Error, hasta las mejores marcas sufren derivas en las mediciones. Existen casos de instrumentos que están dentro de la tolerancia especificada por el fabricante pero cercano al límite de la misma, y en el transcurso del tiempo puede ser que se mantenga el error, que aumente o que pase a ser menor que el valor con que vino de origen. Pero esto no lo sabemos hasta que es calibrado es decir, comparado con un patrón del cual tenemos información concreta de su estado por los datos tomados de su certificado de calibración El estado del instrumento puede ser afectado por maltrato, condiciones ambientales, contaminación, daños físicos, deriva en el tiempo, envejecimiento de sus componentes y para asegurar mejor las mediciones realizadas entre dos calibraciones, podemos recurrir a controles intermedios o disminuir la frecuencia de calibración. La calibración puede ser de forma directa o por comparación. La primera se realiza teniendo una magnitud de entrada y una magnitud de salida (valor medido), por ejemplo un valor de nivel sonoro generado por un calibrador (magnitud de entrada) y un medidor de nivel sonoro midiendo ese valor (magnitud de salida). La otra opción como el término lo indica es una comparación, por ejemplo en la calibración de un anemómetro, donde se compara la indicación del anemómetro patrón con la del anemómetro bajo prueba utilizando un medio (Túnel de viento de 6 m de largo) donde se genera una velocidad de viento estable. Es vital que el medio generado sea estable en el tiempo y en el espacio, en este caso se requiere un flujo laminar sin turbulencias, es decir una corriente de aire en movimiento unidireccional, uniforme y constante para que las mediciones sean altamente reproducibles. Por eso es que no sirve un ventilador para la calibración de un anemómetro donde habrá

remolinos, aire en movimiento en diferentes direcciones y de velocidad variable en el tiempo, generando finalmente una incertidumbre altísima (quizás mayor que el valor promedio informado como “medición”). Calibración de manómetros y transmisores de presión con calibradores portátiles La calibración periódica de la instrumentación es imprescindible para asegurar la calidad y el buen funcionamiento de las instalaciones industriales. En muchos casos la calibración puede realizarse de manera fácil y con suficiente precisión directamente in situ en proceso y no es necesario desplazar el instrumento a un laboratorio especializado. Para esta tarea se aplican los calibradores portátiles, los Hand Helds. La calibración consiste en la comparación de la presión del calibrador (patrón) con la presión que indica el instrumento a comprobar. La precisión del patrón debe ser por lo menos el triple del instrumento. La generación de dicha presión en el patrón se realiza a menudo con bombas manuales, sean bombas neumáticas para presiones hasta 40 bar o bombas hidráulicas para generar presiones superiores de hasta 1000 bar. Para evitar la aplicación manual cabe la posibilidad de automatizar este proceso mediante bombonas de nitrógeno, guardados en un maletín para facilitar el transporte. Los calibradores portátiles de presión más avanzados tienen la funcionalidad de patrón y al mismo tiempo la función de generar la presión con una bomba incorporada. Este tipo de calibrador facilita estas funciones mediante un teclado que permite el manejo de una calibración entera con una mano. El usuario dispone por lo tanto de un dispositivo para facilitar al máximo el completo proceso de calibración de los instrumentos de medida de presión. Calibrador portátil con bomba incorporada El modelo CPH6600 reúne todas las prestaciones en un instrumento para realizar una calibración de presión completa in situ manejando con una mano. Esta funcionalidad facilita y acelera de manera considerable el proceso integro de calibración y comprobación. La calibración de transmisores electrónicos de presión incluye también la captación de la señal de salida, normalmente 4…20 mA. Por eso los Hand – Helds modernos incluyen la funcionalidad de un multímetro para medir la tensión y la corriente. Para comprobaciones de la exactitud de presostatos se memoriza la presión de apertura y cierre del circuito eléctrico y se visualiza la histéresis resultante en el display. Este display es de fácil e intuitivo manejo y permite la lectura simultánea de la presión, temperatura y señal eléctrica.

Calibre con Omega una gran variedad de manómetros y transductores de presión digitales y analógicos. Usando, por lo general, un kit de calibración de manómetros con una alta precisión de hasta 700 bar, el manómetro o transductor se coloca en una bomba y se somete a las presiones de referencia necesarias. Con Omega también puede calibrar transmisores de presión diferencial, sensores y otros dispositivos similares. Uno de los puertos del sensor de presión se abre a una presión atmosférica controlada. Tras ello, se somete el dispositivo alojado en la bomba a las presiones de referencia necesarias, y se comparan sus lecturas con las del calibrador. El Omega Calibration Centre también dispone de equipos especializados para calibrar prácticamente cualquier tipo de sensor de presión. Nuestro calibrador de laboratorio ofrece presiones de referencia trazables con una precisión del 0,0025 %, lo que garantiza una calibración de los sensores conforme al estándar que usted necesite. Calibre en el Omega Calibration Centre sus transductores de presión, manómetros, celdas de carga y otros sensores de alta presión con estándares trazables del sector. La medición precisa de presión es fundamental para muchos controles de procesos en sectores como la ingeniería, los transportes y las compañías de suministros. Sin embargo, el offset (compensación) de los dispositivos va desplazándose con el paso del tiempo, lo que provoca errores de lectura. La solución es la calibración periódica en un laboratorio certificado. Si sus lecturas de presión deben cumplir regulaciones estrictas, nuestro centro de calibración especializado puede ofrecerle la calidad ISO 9001, la documentación exhaustiva y el servicio rápido que necesita. Póngase en contacto con nuestro equipo hoy mismo.

DATOS Y RESULTADOS MASA PRESIÓN LECTURA DEL MEDIDOR APLICADA DE CON INCREMENTO SALIDA kg Kn/m2 Kn/m2 bar mH2O 0.5 20 20 0.1999 2.0409 1.0 40 40 0.3999 4.0819 1.5 60 60 0.5998 6.1228 2.0 80 80 0.7998 8.1638 2.5 100 100 0.9997 10.2047 𝑘𝑛 1.013 𝑏𝑎𝑟 20 𝑚2 ( 𝑘𝑛 ) = 0.1999 bar 101.325 2 𝑚

𝑘𝑛

40 𝑚2 ( 𝑘𝑛

60 𝑚2 ( 𝑘𝑛

80 𝑚2 (

1.013 𝑏𝑎𝑟 𝑘𝑛

101.325 2 𝑚 1.013 𝑏𝑎𝑟 𝑘𝑛

101.325 2 𝑚 1.013 𝑏𝑎𝑟 𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

𝑘𝑛

100 𝑚2 (

) = 0.3999 bar ) = 0.5998 bar ) = 0.7998 bar

1.013 𝑏𝑎𝑟 𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

𝑘𝑛 10.34 𝑚𝐻2 𝑂

20 𝑚2 (

𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

𝑘𝑛 10.34 𝑚𝐻2 𝑂

40 𝑚2 (

𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

𝑘𝑛 10.34 𝑚𝐻2 𝑂

60 𝑚2 (

𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

𝑘𝑛 10.34 𝑚𝐻2 𝑂

80 𝑚2 (

𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

) = 0.9997 bar

) = 2.0409 mH2O ) = 4.0819 mH2O ) = 6.1228 mH2O ) = 8.1638 mH2O

𝑘𝑛 10.34 𝑚𝐻2 𝑂

100 𝑚2 (

𝑘𝑛

101.325 2 𝑚

) = 10.2047 mH2O

LECTURA MEDIDOR DECREMENTO Kn/m2 bar 20 0.1999 40 0.3999 60 0.5998 80 0.7998 100 0.9997

DEL CON mH2O 2.0409 4.0819 6.1228 8.1638 10.2047

RESUMEN La importancia de la calibración de los instrumentos de medición de presión es mucha ya que sin no esta calibrado o bien calibrado este no podrá hacer bien sus medidas y dependiendo del control que se este llevando acabo es los errores que este pudiera ocasionar por ejemplo si es algo que ayuda a los del clima sus predicciones estarían incorrectas o si es algún control de algún producto este podría llegar a dañarse. Hay distintas maneras de calibrar los dispositivos de medición ya sea con otro dispositivo de medición o sometiéndolo a algunas pruebas que algunas compañías se especializan en hacerlas y de este tipo hay muchas empresas que sirven para calibrar el dispositivo de medición y todo bajo las normas que se requieren tener o también para que este en buenas condiciones para su utilización y que todas las mediciones con el sean las correctas. En la practica lo que se uso fue un calibrador de peso muerto o carga estática que consiste en medir la presión con un manómetro de bourdon mientras se le aplica peso por otro unas mangueras que están conectadas a una base y al manómetro con eso y aplicando una formula checamos la presión.

REFLEXIÓN Y/O CONCLUSIONES Con esta actividad queda demostrada la gran importancia de el por qué la calibración de un objeto de medición y el donde hacerla ya que en esos lugares es mas la confiabilidad y también son los requisitos que se necesitan para saber que el aparato está funcionando adecuadamente y una cosa muy importante de resaltar es que a comparación de los aparatos de antes con los de ahora es que antes eran aparatos análogos por lo que los aparatos son de llevar a algún centro de calibración y con una maquina especial para poder hacer que el aparato vuelva a medir correctamente y en cambio con los electrónicos al ser un poco menos exactos que los análogos tienen el mismo funcionamiento ambos tipo de equipos. Con esto ya queda mas que evidente la verdadera importancia de tener bien calibrados los equipos una de las cosas mas comunes que se podrían hacer para saber si las mediciones son correctas es tener algo ya medido que se sepa con exactitud su valor y con el checar si con el paso del tiempo hay alguna variación en la medición.

Bibliografía http://www.siafa.com.ar/detalle-recurso.php?id=F72C5623-4509-E109-D720-04D1C98DB598. (s.f.). https://es.omega.com/cservice/calibration/calibracion-presion.html. (s.f.). https://la.flukecal.com/products/pressure-calibration. (s.f.). https://www.bloginstrumentacion.com/instrumentacion/la-calibracion-de-instrumentos-demedida-de-presion-in-situ/. (s.f.). https://www.calibracion.com.mx/ema/instrumentos-metrologia-calibracion.html. (s.f.).