Actividad 5 - Lab Mec de Fluidos - Gera Torres (6)

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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 TIPO TUBO DE BOURDON
 DÍA: MARTES HORA: V5 
FECHA:
 SAN NICOLÁS DE LOS GARZA, N.L. A 8 DE OCTUBRE DE 2022
INTRODUCCIÓN
Con el paso del tiempo se han ido implementando diferentes mejoras en distintos sectores para hacer de algún trabajo o tarea algo más sencilla de realizar, y en el campo de la ciencia esto no ha sido la excepción. Los aparatos y las herramientas que se utilizan para medir ciertas características de alguna propiedad en específico han ido cambiando, ya sea implementándoles algún aditamento práctico o incluso fabricar alguno completamente nuevo, conservando quizás alguna característica que ya tenía pero con ciertas mejoras, y todo esto con la mera intención de ir avanzando haciendo uso de las nuevas tecnologías con el fin de simplificar las tareas.
De acuerdo y tomando en cuenta una de las primeras prácticas, la presión estática dice que, con cualquier presión ejercida por un fluido la cual no es ejercida por el movimiento o velocidad del fluido se puede hacer uso de un manómetro diferencial para comparar la diferencia entre las presiones estáticas entre dos cámaras; o también está el caso de un registrador de presión estática que como su nombre ya lo indica se encarga de almacenar los datos para realizar un estudio o análisis de la medición a posterior.
Al hablar de presión uno puede ponerse a pensar en cualquiera de los diferentes tipos que existen, no se puede saber a ciencia cierta sino hasta que la plática sobre el tema continúe para irse haciendo una idea más acertada. Está la presión arterial, medicamente hablando; la presión por tener muchas cosas pendientes por hacer, anímicamente hablando o las diferentes presiones para magnitudes físicas como pueden ser la presión manométrica, la presión barométrica, la presión absoluta y relativa, hasta la presión estática por mencionar algunos.
La calibración suele ser también un aspecto bastante importante en el procedimiento que tienen los diferentes tipos de aparatos de medición en general, por lo que nunca está de más investigar por cuenta propia sobre el tema.
MARCO TEÓRICO
La calibración es el conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores de una magnitud indicados por un instrumento de medida o un sistema de medida, o los valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores correspondientes de esa magnitud realizados por patrones.
En resumen, consiste en comprobar las desviaciones de indicación de instrumentos y equipos de medida por comparación con patrones con trazabilidad nacional o internacional.
Mediante los resultados de calibración se puede determinar las correcciones a aplicar en las indicaciones de los instrumentos.
Los resultados de calibración se plasman en un certificado o informe de calibración.
El uso de este importante procedimiento garantiza un correcto funcionamiento dentro de las especificaciones del mismo. Si esta calibración se efectúa de forma anual, además de lo anterior se podrá conocer y evidenciar las posibles desviaciones de su equipo a lo largo del tiempo.
Durante la calibración se pueden revelar averías o desviaciones que, de otra forma, serían difícilmente detectables.
¿Cada cuánto tiempo debe aplicarse la calibración?
La periodicidad con que las empresas calibran su instrumento es una balanza entre riesgo y coste. Cuanto más corto el periodo entre calibraciones, menor riesgo de que sus medidas sean cuestionables. Por ello, la calibración de sus instrumentos de medición debe ser constante dependiendo al uso del equipo y al juicio del experto que ocupa dicho equipo.
Los equipos que se utilizan a diario deberían tener un ciclo de calibraciones más corto que, por ejemplo, los que se usan una vez al mes.
Para establecer un periodo adecuado entre calibraciones, se debe considerar:
· Costo:
Costo de mediciones necesarias para la corrección – cuando se descubre que el instrumento no ha estado midiendo bien durante un largo periodo de tiempo.
· Instrumento:
La incertidumbre requerida en mediciones
El alcance y la intensidad de uso
Tendencia de los datos, obtenida de calibraciones previas y tendencia al desgaste y la deriva
· Condiciones medioambientales, de transporte y manejo:
Condiciones climáticas, vibraciones, radiaciones ionizantes, etc.
Acuerdos de transporte
Formación al personal en el manejo de los equipos
Calibradores de aparatos de medición
Calibrador de manómetros:
Los calibradores de manómetros son empleados para la calibración y verificación de los medidores de presión. Dependiendo del tipo de calibrador para manómetros es posible calibrar manómetros de presión relativa, diferencial o absoluta. Los calibradores de manómetros digitales son instrumentos con múltiples funciones de generación y medición de la presión.
Los calibradores de manómetros permiten conectarse al manómetro que se desea calibrar mediante un latiguillo u otro útil y una vez se ha conseguido una buena estanqueidad del sistema se generan los diferentes puntos de calibración de la presión. Dentro de los manómetros que se pueden calibrar podemos encontrar manómetros de tipo Bourdon, manómetros digitales, manómetros de columna, etcétera.
Calibradores de transmisión de presión
Los calibradores de transmisores de presión permiten además de la generación y medición de la presión, medir la señal eléctrica que genera el transmisor, normalmente (4…20) mAh, e incluso alimentar le lazo de corriente mediante una fuente de alimentación. Todas estas medidas se hacen con solo 2 cables de conexión. Por lo que el proceso de conexión eléctrica es sencillo. En estos casos de calibración de transductores o transmisores de presión es necesario que incorporen sistemas electrónicos de lectura/generación de parámetros eléctricos.
Este calibrador suele integrar una bomba de presión para la generación de la misma con lo que le convierte en un equipo independiente en la generación de la presión. No obstante una bomba manual de presión externa o una fuente de presión también son soluciones a integrar en el sistema, en función de las necesidades del cliente. Respecto a las prestaciones de medición y generación de las magnitudes de medida, los calibradores de manómetros, permiten integrar en un solo equipo todas las funciones necesarias para la calibración de manómetros, transductores y transmisores de presión.
Comprobador de manómetros de pesas
Consiste en una bomba de fluido hidráulico con dos conexiones de salida, una conectada al manómetro patrón y la otra a un cuerpo de cilindro dentro del cual se desliza un pistón de sección calibrado que incorpora un juego de pesas. La comprobación se lleva a cabo accionando la bomba hasta levantar el pistón que soporta las pesas calibradas. Con la mano se hace girar este pistón. Su giro libre indica que la presión es adecuada, ya que el conjunto pistón-pesas está flotando sin roces.
Existen tipos de pistones de baja y de alta presión, con juegos de pesas que permiten obtener márgenes muy variados.
Calibradores de presión portátiles
Mediante una bomba manual pueden generar vacíos hasta -800 mbar y presiones de hasta 20 bar; los resultados pueden almacenarse en la memoria del instrumento y transferirse a un ordenador vía RS232. Permite el uso de la norma ISO9000.
Es ideal para calibrar la presión de transmisores, transductores, manómetros y dispositivos similares. Contiene todo lo que necesario para generar, controlar y medir la presión, como también leer el resultado del dispositivo bajo prueba (DUT).
Entre las características del mismo se encuentran:
· Mide y genera presiones del vacío a 2 MPa (300 psi, 20 bar)
· Suministra conexión de presión lo que permite el uso del suministro de gas natural externo hasta 2 MPa (300 psi, 20 bar)
· Volumen variable para el ajuste fino de presiones
· Precisión en lamedición de presión del 0,025 % lectura ± 0,01% FS
· Medición eléctrica y 24 voltios de suministro para las calibraciones de bucle cerrado.
· Compatibilidad con diversos módulos de presión.
Calibradores de presión digitales
Consiste en un tubo de Bourdon con un espejo soldado que refleja una fuente luminosa sobre un par de fotodiodos equilibrados. Se genera así una señal de corriente que crea un par igual y opuesto al de la presión que actúa sobre el tubo Bourdon. Una resistencia de precisión crea una señal de tensión directamente proporcional a la presión del sistema.
Son necesarios para la puesta a punto de máquinas que trabajan con fluidos y son indispensables para evitar problemas de funcionamiento. Sin un calibrador de presión el flujo de las máquinas sería impredecible y poco confiable. Un buen calibrador de presión permite asegurar que no hay escapes o cambios de presión que puedan afectar a las condiciones de los sistemas hidráulicos.
Un sistema hidráulico está diseñado para trabajar en un rango de presión. Por lo tanto el calibrador de presión debe garantizar ese rango. Los calibradores de presión hidráulicos se usan habitualmente cerca de las bombas de presión. Sin embargo pueden ser usados en cualquier otra parte donde sea necesario llevar a cabo la monitorización de la presión. Es especialmente interesante en sub-circuitos que operan a un rango de presión diferente del principal.
Maletas de calibración neumáticas
Consisten en un pequeño compresor de aire con aceite que permite calibrar los instrumentos neumáticos de campo o panel, también para simular las presiones en los instrumentos de nivel de diafragma o bajas presiones.
Transmisores de presión inteligentes
Contienen un UC, una memoria no volátil y un convertidor AD. La comprobación puede realizarse aplicando una presión estándar.
Permiten un ajuste en campo de forma sencilla, a la vez que pueden llegar a transmitir de forma fiable los parámetros y medidas a los sistemas de gestión de activos (instrumentos de proceso) o a calibradores inteligentes, gracias a su conformidad con las últimas especificaciones.
Un proceso de calibración patentado asegura una óptima compensación de temperatura limitando los efectos térmicos en la salida del sensor.
Son adecuados para las industrias de control de procesos y proporcionan una solución rentable en la utilización de transmisores convencionales. Su diseño suele estar adaptado para montaje en panel o en proceso.
Calibrador Vernier
El calibrador vernier fue elaborado para satisfacer s necesidades de un instrumento de lectura directa que pudiera brindar una medida fácilmente, en una solo operación el calibrador típico puede tomar tres tipos de medición exteriores, interiores y profundidades, pero algunos pueden tomar medición de peldaños.
Es un instrumento para medir longitudes que permite lecturas en milímetros y en fracciones de pulgada, a través de una escala llamada Nonio o Vernier.
Está compuesto por una regla fija que es donde están graduadas las escalas de medición ya sea en milímetros, en pulgadas o mixtas.
Calibrador de tornero
Es un calibrador con las uñas adaptadas a las mediciones de piezas en un torno. Este tipo de calibres no dispone de patillas de interiores pues con las de exteriores pueden realizarse medidas de interiores, pero deberá tenerse en cuenta que el valor del diámetro interno deberá incrementarse en 10 mm debido al espesor de las patillas del instrumento (5 mm de cada una).
Estos instrumentos de medida son los instrumentos más utilizados en las mediciones industriales ya que su relación precio y calidad metrológica suele ser muy buena.
Esto es debido, entre otros factores, a que este tipo de tecnologías de medida están disponibles desde hace un tiempo considerable. Son instrumentos utilizados en las industrias o instrumentos de laboratorio pertenecientes a la Metrología Dimensional.
Calibrador de alturas
El calibrador de alturas, también conocido como gramil, se usa en la medición de alturas de piezas o diferencias de alturas entre planos a diferentes niveles, es también utilizado como herramienta de trazo. El medidor de alturas tiene una escala principal con un vernier para mediciones rápidas y exactas, cuenta con un solo palpador y la superficie sobre la cual descansa, actúa como plano de referencia para realizar las mediciones.
DESARROLLO
El aparato utilizado en la práctica es un calibrador de peso muerto con un manómetro de tipo tubo de Bourdon que contaba con un cilindro hueco con agua y una cámara hueco-agua, el cual funcionaba correctamente tomando en cuenta los datos obtenidos. No había que hacerle ajustes.
También se hizo uso de 3 masas, 2 de .5 kg y otra de 1 kg, la masa del pistón tenía una masa de .5 kg.
En la resolución de la práctica el instructor contaba con los incrementos de masa de distintos kg que iba cargando sobre el pistón mientras nosotros tomábamos las lecturas del medidor cada vez que se aplicaba una masa.
TOMA DE DATOS
	Masa aplicada (Kg)
	Lectura del manómetro con incrementos de carga
	Lectura del manómetro con decrementos de carga
	
	KN/m2
	mH2O
	psi
	KN/m2
	mH2O
	psi
	0.5
	20
	2.04
	2.9
	20
	10.2
	14.5
	1.0
	40
	4.08
	5.8
	40
	8.16
	11.6
	1.5
	60
	6.12
	8.7
	60
	6.12
	8.7
	2.0
	80
	8.16
	11.6
	80
	4.08
	5.8
	2.5
	100
	10.2
	14.5
	100
	2.04
	2.9
CONCLUSIÓN
Tener el debido conocimiento sobre el correcto uso y cómo reaccionan cada uno de los distintos tipos de instrumentos que se utilizan para hacer la medición de las diferentes presiones que se puedan llegar a querer saber, ya sea para su uso en la vida diaria como en la industria, tiene su importancia ya que podría significar la diferencia entre conocer el resultado correcto y por lo tanto obtener un dato erróneo en la realización de la tarea o trabajo en la industria.
Cabe decir que aunque los calibradores con frecuencia se utilizan en diferentes condiciones ambientales, su mantenimiento tiende a descuidarse debido a lo simple de su construcción y bajos requerimientos de exactitud. Con el objeto de obtener el mejor rendimiento posible de estos instrumentos, y asegurar su uso económico, es esencial realizar un efectivo control del mantenimiento. Como con otro tipo de instrumentos, los calibradores deben tener reglas estandarizadas que regulen la compra, capacitación del personal, almacenaje, mantenimiento e inspección periódica.
FUENTES DE INFORMACIÓN
· http://simca.com.mx/que-es-calibracion/
· https://www.femtocalibracion.es/calibrador-de-manometros/
· https://primametrology.com/calibrador-de-presion/
· https://ingenieriamecanicacol.blogspot.com/2015/05/calibradores.html