Calibración de medidores/indicadores de presión en

Copia No Controlada
Instituto Nacional
de Tecnología Industrial
Centro de Desarrollo e Investigación
en Física y Metrología
Procedimiento específico: PEM02P
CALIBRACIÓN DE
MEDIDORES/INDICADORES DE
PRESIÓN EN PRESIONES
ABSOLUTAS UTILIZANDO
BALANZAS DE PESOS MUERTOS
Revisión: Marzo 2014
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PEM02P Lista de enmiendas: Marzo 2014
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Marzo 2014
Lista de enmiendas
Marzo 2014
Índice
Marzo 2014
Calibración de medidores/indicadores de presión en presiones absolutas utilizando balanzas de pesos
muertos.
Marzo 2014
PEM02P: Marzo 2014
1. Objetivo
Establecer los métodos de calibración de medidores/indicadores de presión en presiones absolutas utilizando balanzas de pesos muertos . Se considera tres tipos de configuraciones que son:
 Sensores elásticos con indicación de lectura analógica.
 Sensores inductivos, capacitivos, resistivos, piezorresistivos, en frecuencia, de cuarzo, con indicación digital.
 Sensores inductivos, capacitivos, resistivos, piezorresistivos, en frecuencia, de cuarzo, con
alimentación externa e indicación remota.
2. Alcance
Medidores de presión absoluta desde 0 MPa absoluto hasta 7 MPa absoluto en presión neumática.
Medidores de presión absoluta desde 0 MPa absoluto hasta 400 MPa absoluto en presión hidráulica.
3. Definiciones y abreviaturas
Presión absoluta: Se define para este procedimiento, a la presión alcanzada en la línea de calibración
igual o mejor a 1/10 del nivel de exactitud del instrumento a calibrar.
ANSI: Normas Norteamericanas.
IAP: Instituto Argentino del Petróleo.
Las indicadas en el análisis de incertidumbre del item 8.
4. Referencias
Norma IRAM IAP A 51/65, Norma BS B41.40, Recomendación práctica para manómetros IAP 3.01, Lineamientos del DKD R 6-1, EN 837.
5. Responsabilidades
Del Coordinador de la Unidad Técnica Mecánica
Supervisa la realización de las calibraciones, verifica que se cumpla los procedimientos y revisa los resultados.
Del personal del laboratorio
Realiza las calibraciones aplicando el presente procedimiento de calibración, procesando los correspondientes datos y emitiendo el certificado.
6. Instrucciones
Determinación del valor de cero
La determinación del cero del equipo a calibrar se efectuará conectando el instrumento a una bomba
de vacío, y al indicador tipo Pirani observando que el vacío generado se encuentre por debajo de 1/10
del nivel de incertidumbre declarado por el fabricante del instrumento respecto al valor de fondo de
escala del mismo.
Calibración en los puntos establecidos
Para la calibración de los instrumentos se deberán tener en cuenta las siguientes condiciones:
a) El lugar donde se realice la calibración debe estar libre de vibraciones o de sacudidas.
b) La temperatura del instrumento y del aire del lugar en donde se realiza la calibración debe estar comprendida entre 18 °C y 28 ºC, no debiendo registrarse variaciones de temperatura durante las calibración de ± 1 ºC. Se registrará la temperatura inicial de calibración.
c) Debe colocarse el instrumento en la posición de trabajo para la cual fue diseñado, que de no
estar perfectamente indicada, se considerará que corrresponde a la posición vertical. En los de
tipo 1.2 y 1.3 se los dejará en situación de estabilización eléctrica según lo especificado por el
fabricante. De no existir tal especificación se adoptará un tiempo mínimo de 30 minutos antes de iniciar el proceso de calibración.
d) En los de tipo 1.3 se conectará el instrumento a calibrar a la fuente de alimentación y de toma
de señal eléctrica según diagrama del fabricante o del usuario.
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e)
La balanza de pesos muertos a utilizar deberá estar posicionada de tal manera que se garantice la perpendicularidad del eje del conjunto pistón-cilindro. Esto se verificará por medio de
un nivel de burbuja que se colocará sobre el plato portapesas.
f) Antes de proceder a la calibración se verificará la ausencia de pérdidas en el circuito de conexionado.
g) Se despresuriza la línea de calibración.
h) Se selecciona las pesas necesarias para el estado de presión a ensayar, las que se colocarán sobre el sistema pistón-cilindro.
i) Se conecta la línea de vacío a la campana de medición de la balanza manométrica RUSKA mod
2465 y se somete el sistema a vacío hasta lograr el valor de presión de vacío igual o mejor a
1/10 del nivel de exactitud del instrumento a calibrar.
j) Se deja entrar aire a la línea de calibración hasta lograr que el sistema pistón cilindro se encuentre en posición de flotación.
k) Se procede a efectuar la calibración teniendo en cuenta lo indicado en la tabla 1.
Tabla 1
TIPO
CLASE
CANT. MIN. DE
(*)
PUNTOS
MÍNIMA CANT.
TIEMPO DE IN-
TIEMPO DE ESTABILI-
DE CARRERAS
CREMENTO DE
DAD EN PLENA CARGA
DE CICLADO
PRESIÓN (S)
(MIN)
CARRERAS
ASC.
DESC.
A
< 0,1
9
3
30
5
3
3
B
0,1 a 0,6
9
2
30
5
2
2
C
> 0,6
5
1
30
5
2
1
(*) La clase es la indicada en el instrumento a calibrar considerando el error a fondo de escala del instrumento en forma porcentual.
a)
Se registrará en el protocolo de medición las masas del banco manométrico utilizadas para
cada estado de presión ensayada y el valor de lectura obtenido en el instrumento a calibrar.
b) Se deja a presión atmosférica la presión dentro de la campana.
c) Se procederá nuevamente a partir de lo indicado en el punto g hasta llegar a completar la carrera de calibración.
d) Una vez concluída la calibración del instrumento se registrará la temperatura final de calibración.
e) Se registrará la diferencia de altura entre los dos instrumentos indicándose en que plano del
instrumento a calibrar fue considerado el nivel.
f) Para el caso de calibraciones de presiones absolutas de instrumentos que operan por encima
de la presión atmosférica, se utilizarán las balanzas de pesos muertos en modo relativo, adicionándole al valor de presión atmosférica indicado por el barómetro de referencia utilizado.
7. Cálculo de la presión de referencia
La presión de referencia para cada estado ensayado a la temperatura de referencia resultará de la
fuerza ejercida por la suma de las pesas utilizadas para cada estado de presión a ensayar, sobre el área
efectiva del sistema pistón cilindro a utilizar montado en el banco manométrico correspondiente. La
relación se expresa:
F
+ ρfl ⋅ g ⋅ ∆h + Pv
A
F
p = + ρfl ⋅ g ⋅ ∆h + Patm
A
p=
donde
Calibración debajo de la presión atmosférica
Calibración por encima de la presión atmosférica
n

ρa 
F = ∑ mi ⋅ g ⋅ 1 −
 ⋅ cos θ + τ ⋅ c
i =1
 ρM 
[
A = A0 ⋅ 1 + λ ⋅ p ⋅ 1 + (α + β ) ⋅ [ t − 20° C]
]
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donde los valores de masa (m), área efectiva (A0) y coeficiente de deformación elástica del sistema (λ),
serán extraídos de los certificados de calibración correspondiente a los instrumentos patrones.
Patm es la presión atmosférica indicada por el barómetro de referencia utilizado.
Análisis de las incertidumbres
Para el análisis de las incertidumbres se tendrá en cuenta las contribuciones de las componentes dadas en la tabla siguiente.
8. Elaboración de la tabla de valores
La tabla de valores a informar tendrá la siguiente configuración:
Caso 1: Cuando las diferencias de los valores entre carreras ascendentes y descendentes son significativas:
PRef
Indicación
ascendente
Indicación
descendente
Dasc
Ddesc
Uasc
Udesc
0
.
.
.
.
x máx
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Caso 2: Cuando las diferencias de los valores entre carreras ascendentes y descendentes no superan la
cuarta parte del error tolerado por la clase:
pRef
Indicación
Dp
Up
0
.
.
x máx
Donde:
pRef: presión de referencia obtenida del instrumento patrón dada en unidades legales y del instrumento a calibrar.
Indicación ascendente: promedio de las carreras ascendentes para cada estado de presión ensayado en unidades del instrumento.
Indicación descendente: promedio de las carreras descendentes para cada estado de presión ensayado en unidades del instrumento.
Dasc : Desvío del promedio de las carreras ascendentes respecto al valor de referencia para cada estado de presión ensayado en unidades del instrumento.
Ddesc : Desvío del promedio de las carreras descendentes respecto al valor de referencia para cada
estado de presión ensayado en unidades del instrumento.
Dp : Desvío del promedio de todas las carreras ascendentes y descendentes respecto al valor de referencia para cada estado de presión ensayado en unidades del instrumento.
Uasc: Incertidumbre del promedio de las carreras ascendentes para cada estado de presión ensayado, obtenido a partir de lo indicado en el punto 8 en unidades del instrumento.
Udesc: Incertidumbre del promedio de las carreras descendentes para cada estado de presión ensayado, obtenido a partir de lo indicado en el punto 8 en unidades del instrumento.
Up: Incertidumbre del promedio de las carreras ascendentes y descendentes para cada estado de
presión ensayado, obtenido a partir de lo indicado en el punto 8 en unidades del instrumento.
9. Instrumentos a utilizar
En función de los niveles de exactitud de los instrumentos a calibrar se utilizarán los bancos manómetricos con sus respectivos sistemas y pesas indicados a continuación, fuente de alimentación al
equipo y multímetro para la toma de señales una vez generados los diferentes estados de presión.
Para calibraciones de tipo A según la Tabla 1 se utilizarán:
Presión hidráulica de:
2 bar A a 41 bar A
DyH 5303 sistema DyH 972
11 bar A a 201 bar A
DyH 5303 sistema DyH 1807
21 bar A a 1 001 bar A
DyH 5303 sistema DyH 1808
51 bar A a 4 001 bar A
DyH 5306 sistema DyH 3709
Transmisores Paroscientific
Mod. 6030 A. Serie: 85195 ó 67329
Presión neumática de:
0,015 barA a 2,8 barA
Ruska TL-1476
0,1 barA a 2 barA
Budenberg 365L
1,2 barA a 8 barA
Budenberg E429A
2 barA a 41 barA
Columna utilizando sistema DyH 972
10 barA a 121barA
Columna utilizando sistema DyH 1807
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Bombas de vacío
Medidor de vacio Pirani Leybold TM 21/TR 211 Nº 15783/215 y Nº15785/1502
Fuente de tensión constante (alimentación al instrumento a calibrar tipo 1.3)
Multímetro digital Keithley, Mod.197 ó Multímetro digital HP Mod. 34401ª (toma de señales de salida del instrumento a calibrar tipo 1.3)
Termohigrómetro (2) identificación interna presión hidráulica / presión neumática.
Para calibraciones de tipo B y C según la Tabla 1 se utilizarán:
Para clases 0,1
Presión hidráulica de:
2 bar A a 41 bar A
DyH 5303 sistema DyH 972
11 bar A a 201 bar A
DyH 5303 sistema DyH 1807
51 bar A a 1 001 bar A
DyH 5303 sistema DyH 1808
251 bar A a 4 001 bar A
DyH 5306 sistema DyH 3709
Transmisores Paroscientific
Mod. 6030 A. Serie: 85195 ó 67329
Presión neumática de:
0,1 barA a 1 barA
Budenberg 365L
1,2 barA a 8 barA
Budenberg E429A
2 barA a 41 barA
Columna utilizando sistema DyH 972
10 barA a 121barA
Columna utilizando sistema DyH 1807
Bombas de vacío
---
Medidor de vacio Pirani Leybold
TM 21/TR 211 Nº 15783/215 y Nº15785/1502
Transmisor Paroscientific
Mod. 6030 A. Serie: 85195 ó 67329
Para clases 5 superiores a 0,1
Presión hidráulica de:
2 bar A a 51 bar A
Sistema DyH 972
41 bar A a 1 001 bar A
Mensor Wika CPB 3000 / 30173
51 bar A a 4 001 bar A
Sistema DyH 3709
Transmisores Paroscientific
Mod. 6030 A. Serie: 95911 ó 67329
Presión neumática de:
0,1 barA a 2 barA
Budenberg 365L
1,2 barA a 8 barA
Budenberg E429A
2 barA a 41 barA
Columna utilizando sistema DyH 972
10 barA a 121barA
Columna utilizando sistema DyH 1807
Bombas de vacío Leybold
-------------
Medidor de vacio Pirani Leybold
TM 21/TR 211 Nº 15783/215 y Nº15785/1502
Transmisores Paroscientific
Mod. 6030 A. Serie: 95911 ó 67329
Fuente de tensión constante (alimentación al instrumento a calibrar).
Multímetro digital Keithley, Mod.197 ó Multímetro digital HP Mod. 34401 (toma de señales de salida
del instrumento a calibrar).
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PEM02P: Marzo 2014
Termohigrómetro (2) identificación interna presión hidráulica / presión neumática.
Para las mediciones de presión atmosférica se utilizará un transmisor Paroscientific mod 6030 A, serie: 95911 ó 67329, Juegos de masas correspondientes a los bancos manométricos
Desgranges et Huot: 24 masas, identificación 2286 Modelo 5303
14 masas, identificadas con las letras A hasta N
Juego de masas de 10 mg a 100 g.
Mensor Wika: Juego de 24 masas.
Budenberg sistema 365L: Juego 1 a 18
Budenberg sistema E429A: Juego 1 a 16 ACB
10. Registro de la calidad
Se conservan registros manuscritos de las observaciones originales, copia de los certificados emitidos,
como así también copia de la orden de trabajo, salida de elementos y demás documentación relacionada, de acuerdo con el manual de la calidad del INTI - Física y Metrología, capítulo 11.
11. Apéndices y anexos
APÉNDICE Nº
1
TITULO
Planilla de registro de datos
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PEM02P Apéndice 1: Marzo 2014
Planilla de Registro de Datos:
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