Conocimiento del campo de la calibración termodinámica

La calibración periódica y el posible reajuste son cruciales para la precisión del proceso y el ahorro de costes, incluso con una tecnología de sensores estable a largo plazo. Si no se hace así, se corre el riesgo de que el intervalo objetivo de humedad tenga que definirse más estrechamente después de uno o dos años, con efectos considerables en los costes de explotación. Para el responsable del equipo de pruebas o del sistema, es fundamental disponer de un sistema completo para el humidímetro que permita esta calibración y ajuste con poco esfuerzo.

Calibración de la humedad

La humedad absoluta [g/m³] indica la masa de agua contenida en un volumen en forma de vapor. Con un volumen de aire constante, la humedad absoluta es independiente de la temperatura y la presión. Sin embargo, si el volumen disminuye debido a los efectos de la presión externa o del enfriamiento mientras el contenido de agua permanece constante, el contenido de humedad absoluto aumenta en consecuencia. 

La humedad de saturación o humedad máxima  [g/m³] indica la cantidad máxima posible de vapor de agua en un metro cúbico de aire a una temperatura determinada. En este caso, la capacidad de absorción de humedad del aire aumenta a medida que se incrementa la temperatura. Sin embargo, si se supera la humedad máxima, el exceso de vapor de agua se precipita en forma de condensado (formación de gotas) precipitado.   

La humedad relativa  [%Hr] es la relación entre la masa de vapor de agua realmente contenida y la máxima posible en el aire. Además, la humedad relativa relaciona el contenido de humedad con la saturación y, por tanto, es una medida del déficit de saturación del aire. Así, la humedad relativa indica el porcentaje de la cantidad máxima posible de vapor de agua que está presente en el aire. 

El factor decisivo para la precisión del proceso y el ahorro de costes incluso con una tecnología de sensores estable a largo plazo, es la calibración periódica y el posible reajuste. De no ser así, se corre el riesgo de tener que definir el intervalo objetivo de humedad de forma más estricta al cabo de uno o dos años, con efectos considerables en los costes de explotación. Para la persona responsable del equipo de medida o del sistema, es crucial disponer de un sistema completo que sea adecuado para el analizador de humedad y que permita esta calibración y ajuste con poco esfuerzo.

Para la calibración de los medidores / registradores / transmisores de humedad se utilizan preferentemente los siguientes métodos y sistemas de medición:  

• Método del bulbo húmedo 
• Células de punto fijo/ Sales 
• Generadores de dos variables
• Cámara climática
• Huminator
• Generadores de dos temperaturas/dos presiones 
• Generador de humedad Thunder 
• Sistemas de punto de rocío a presión  

Artículo técnico La humedad como variable de medición

En comparación con otras variables medidas (temperatura, caudal...), la calibración de los higrómetros es más difícil, ya que la generación de humedad deseada representa un esfuerzo considerablemente mayor. Los problemas específicos, como los fenómenos de absorción/desorción o la precipitación de condensados, se producen sobre todo los rango de humedad o muy bajos o muy altos. Los siguientes métodos son adecuados para calibrar los higrómetros:

• Método del bulbo húmedo
• Células de punto fijo /Sales 

Un sensor (latín sensus: "sensación") o sensor (de medición) es un componente técnico que, además de determinadas propiedades físicas o químicas (por ejemplo, radiación térmica, temperatura, humedad, presión, presión sonora alterna, sonido, luminosidad, magnetismo, aceleración, fuerza), puede detectar cualitativa o cuantitativamente las propiedades materiales de su entorno como magnitud de medición. Debido al gran rango dinámico y al hecho de que apenas hay materiales y efectos físicos que no se vean influidos por el vapor de agua en el gas de muestra, existen diversos principios de sensores para determinar la humedad.

• Sensores cerámicos
• Sensores de cloruro de litio
• Sensores de polímero
  • Sensores de polímero resistivo
  • Sensores capacitivos de polímero 

Un sensor de polímero utiliza el cambio de propiedades de un plástico especial (polímero) en función de la humedad del ambiente. Los sensores poliméricos sencillos utilizan el cambio en la resistencia eléctrica de una capa de polímero sensible a la humedad (sensores poliméricos resistivos), los dispositivos de gama más alta tienen superficies metálicas unidas a los lados de una pequeña placa de polímero y miden el cambio en la constante dieléctrica del polímero como un cambio en la capacitancia del conjunto (sensores poliméricos capacitivos). Si se conoce la temperatura de medición, la humedad relativa puede convertirse en humedad absoluta.

 El término "calibrar un termómetro" significa determinar la desviación de la medición del termómetro. La desviación de la medición es la diferencia entre la temperatura "correcta" del termómetro y la temperatura indicada o la señal de salida.

Temperatura de calibración

Dependiendo del rango de temperatura y de las condiciones ambientales, se pueden utilizar diferentes métodos. Los más comunes son los llamados termómetros de contacto, en los que se toca el medio a medir o se sumerge en él. En tenemos las variantes de medición de temperatura sin contacto, que incluye la termografía o la termometría de radiación. Sería el caso que no se puedan realizar mediciones directas, como por ejemplo a temperaturas muy altas, este método es una alternativa adecuada.

La selección del sensor correcto para medir la temperatura determina la precisión de los resultados de la medición. Hay que tener en cuenta que los distintos sensores tienen requisitos diferentes.  

• Un gran rango de medición suele significar una precisión limitada,  
• las sondas especialmente rápidas con tiempos de ajuste cortos no suelen ser adecuadas para las mediciones cotidianas robustas, 
• el diseño determina qué sonda es adecuada para cada medición. 

Resumen de los diferentes sensores 

• Termómetro de resistencia 
• Termistor PTC (sensor PTC) 
• Termistores/sensores de termistor (sensor NTC)  
• Sensor de platino (por ejemplo, PT100) 
• Sensor termopar 

Básicamente, se distinguen dos métodos de calibración: Calibración en puntos fijos y calibración por medición de comparación. Además de estos métodos, existen varias posibilidades para calibrar los equipos e instrumentos de prueba/medición respecto a la ITS 90: 

• Calibración en puntos fijos  
• Calibración en baños de líquido (de circulación o de calibración)  
• Calibración en hornos de bloque metálico  
• Calibración en hornos tubulares  
• Calibración en superficies (con y sin contacto) 
• Calibración en cámaras de temperatura/aire acondicionado 

Lea nuestro interesante artículo técnico sobre el tema:

Artículo técnico temperatura variable medida

En la medición de calibración por comparación, un termómetro estándar y la muestra de ensayo se exponen a una temperatura constante, que se genera, por ejemplo, en un baño de líquido agitado o en un horno de bloque metálico. La temperatura real en el dispositivo se mide con el patrón y se compara con la lectura del elemento a calibrar después de que se haya establecido un equilibrio térmico entre los termómetros y el material de contacto ( líquido o bloque metálico). Para la calibración, sólo deben utilizarse baños de líquido agitado porque la distribución de la temperatura debe ser lo más uniforme posible. En el caso de los baños de líquido, se distingue básicamente entre los baños de circulación o termostatos de circulación y los llamados baños de desbordamiento.

En el caso de los baños de líquido, se distingue básicamente entre los baños de circulación o termostatos de circulación y los llamados baños de desbordamiento. Calibración en cuencas de desbordamiento: Con este diseño, el fluido del baño circula desde abajo hacia arriba. Así, se consigue una distribución espacial de la temperatura muy homogénea y una elevada estabilidad temporal de la temperatura dentro del recipiente de recirculación. La ventaja del método de desbordamiento en comparación con la de circulación es la mejor estabilidad de la temperatura, una distribución uniforme de la temperatura y un espacio útil cilíndrico definido.