HORNOS Y POZOS METROLÓGICOS

Los hornos y pozos metrológicos son equipos de calibración en temperatura que permiten la calibración de los termómetros digitales, sondas de temperatura, transmisores de temperatura y otros instrumentos de medida de temperatura mediante el método de comparación de las lecturas de un termómetro patrón y la del calibrando.

Los hornos y pozos metrológicos  están compuestos fundamentalemnte por un elemento calefactor alrededor del pozo donde se introducen las sondas, un controlador de temperatura y un instrumento de medida que permite medir señales eléctricas de instrumentación de proceso industrial (miliVoltios, Miliamperios u Ohmios). Además estos hornos y pozos metrológicos de calibración disponen de una conexión para una sonda externa de referencia (normalmente una Pt100) y de una fuente para poder alimentar los transmisores de temperatura en el caso que sea necesario. En estos pozos metrológicos para calibración de temperatura es posible calibrar todo tipo de termometros siempre que la sonda de temperatura se pueda introducir en su inserto metálico o de alúmina. En los hornos y pozos metrológicos para calibración de sondas de temperatura como Pt100 o Termopares el instrumento de medida integrado lee los Ohmios o milivoltios de cada tipo de sonda y los transforma en grados Celsius según la norma EN 60751 para las Pt100 o la EN 60854 en el caso de los Termopares siendo una gran ayuda en tareas de mantenimiento industrial y servicios de inspección.

Hornos y pozos de calibración

En las calibraciones por comparación, el sistema de calibración suele estar formado por el horno metrológico, un termómetro patrón trazable a la unidad de medida del Sistema Internacional (SI), y un sistema de adquisición y tratamiento de los datos. Es necesario identificar todas las variables que afecten a la medida para posteriormente poder realizar un cálculo de la incertidumbre de medida de la calibración de manera correcta. Tanto el pozo metrológico para calibración de sondas de temperatura como el termómetro patrón y las sondas de temperatura en calibración son fuentes de error que hay que tener bien identificadas y cuantificadas.

Previamente a la utilización del horno metrológico, es necesario realizar una caracterización térmica del mismo que caracterice la zona útil de trabajo del horno de calibración. Este estudio debe tener como objeto, al menos, la determinación de la estabilidad y la uniformidad de la temperatura. La estabilidad nos ofrece información de cómo varía la temperatura en función del tiempo. Además de la estabilidad térmica del pozo metrológico se debe determinar la uniformidad (también conocida como homogeneidad), parámetro que establece la relación entre la temperatura y el espacio dentro del volumen útil de trabajo. Estos dos parámetros son fundamentales para dotar de fiabilidad al sistema y tenerlo bajo control estadístico la medida.

En las técnicas para la determinación de estos dos parámetros térmicos en los hornos de calibración no es tan importante la precisión de la medida de la temperatura sino que el técnico conozca bien los distintos conceptos estadísticos y metrológicos. De la misma manera, y debido a la cantidad de datos recogidos en la caracterización del medio isótero, una eficiente gestión de los datos recogidos es importante para que el sistema mantenga su fiabilidad en el tiempo. Estos hornos y pozos metrológicos portátiles permiten la realización de las calibraciones in situ a través de un termómetro patrón portátil que será quien nos dé la trazabilidad en la calibración. También es posible realizar una calibración directa con la temperatura del horno siempre que este se haya caracterizado previamente. Los distintos hornos y pozos metrológicos de calibraciónactuales cubren un rango de temperatura que suele ir desde (-85…1300) ºC. Actualmente hay disponible hornos metrológicos que mediante diferentes accesorios es posible la calibración de diferentes tipos de termómetros con un mismo pozo metrológico. De este modo es posible calibrar termómetros de columna de líquido, termómetros de infrarrojos, termómetros digitales con sonda ambiente y sonda ciega.

A medida que se sube de temperatura las propiedades térmicas de los hornos se va degradando. Especialmente la uniformidad de la temperatura. Hay que tener en cuenta que variaciones verticales de 1 mm a una temperatura de 1000 ºC pueden dar desviaciones de varios grados. En estos casos la caracterización del horno cobra aún mayor relevancia.La caracterización de los hornos de calibración portátiles se debe realizar por personal cualificado para ello. Los laboratorios de calibración ENAC son los laboratorios cuya competencia técnica está garantizada.

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Sergio Extremera Martínez

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