Incertidumbres en Temperatura

En muchas empresas tienen el problema de decidir que equipo adquirir o cambiar para poder calibrar su equipo de temperatura en planta. En este artículo queremos darle algunos tips de cómo hacerlo, para esto vamos a usar un ejemplo.

Vamos a suponer que una persona X debe calibrar RTD'S con exactitud de 0,5° C, esta exactitud ya incluye el indicador del RTD. El RTD es de inconel de 6mm de diámetro por 20mm de longitud y trabajan en un intervalo de temperatura de 100° C a 600° C.

Lo primero que vamos hacer es aplicar la regla de todos conocida del 4:1, es decir que nuestro sistema debe tener una incertidumbre 4 veces mejor que lo que vamos a calibrar, en este ejemplo sería de 0,125° C o mejor.

El equipo necesario para calibrar por temperatura será:

•  Fuente de calor ( baños o bloques)

•  Termómetro Patrón (SPRT, Termistor o Termopar)

•  Indicador para el Termómetro Patrón

Le sugerimos visitar esta liga para determinar el equipo a usar en base a sus características.

Para este ejemplo usaremos el siguiente equipo:

•  Calibrador de Bloque Seco 9127 Ver especificaciones

•  SPRT 5626 Ver especificaciones

•  Indicador 1529 Ver especificaciones

Le sugerimos revisar las características de los mismos en sus ligas correspondientes.

Para conocer la incertidumbre que podemos esperar con este equipo, se debe aplicar la siguiente fórmula:

Incertidumbre de Calibración ( I ) =

Donde:

A = Exactitud del Termómetro Patrón *

B = Exactitud de Indicador del Termómetro Patrón.

C = Estabilidad de la fuente de calor

D = Uniformidad de la fuente de calor.

* Exactitud de calibración y corrimiento a corto plazo.

Obteniendo las características de los equipos mencionados anteriormente obtenemos:

A = 0,015° C (Exactitud * del 5626 @ 600° C)

B = 0,024° C (Exactitud del 1529 @ 600° C)

C = 0,05° C (Exactitud del 9127 @ 600° C)

D = 0,05° C (Uniformidad del 9127 @ 600° C)

* Exactitud de calibración y corrimiento a corto plazo.

Se obtuvieron las características de estos equipos a 600° C, ya que es a esta temperatura donde son menos exactos, estables y uniformes. Usando estos datos obtenemos:

Incertidumbre de Calibración ( I )

Este valor es menor que el 0,125° C que requeriríamos, por lo tanto podemos concluir que este equipo si sería útil para las necesidades establecidas.

Si requiere de asesoría o tiene duda de que equipo adquirir, póngase en contacto con Ingeniería y Metrología haciendo click aquí

¿Qué es un Heatsink?

Un disipador de calor (heatsink) es un objeto que absorbe o disipa el calor de otro para evitar un sobrecalentamiento usando un contacto térmico.

El principio de operación de un heatsink es el de transferir la energía térmica (calor) de un objeto con temperatura alta a un segundo objeto de temperatura baja y con una capacidad mucho más grande. Con esta rápida transferencia de energía térmica se brinda al primer objeto un equilibrio térmico con el segundo.

La eficiente función de un disipador de calor depende de una rápida transferencia de energía térmica desde un primer objeto al disipador de calor y de éste al segundo objeto.

Por lo tanto, los heatsink son ampliamente usados en aparatos que requieren de una disipación de calor, por ejemplo, refrigeración, aparatos electrónicos de enfriamiento, aparatos de microondas/RF, opto-electrónicos, y muchas otras.

Tipos de heatsink

Disipador de calor de Cobre-Tungsteno (CuW)

El heatsink de CuW es un material compuesto de cobre y tungsteno. Controlando el contenido de tungsteno, se puede adaptar su coeficiente de expansión térmica (CTE) para hacer juego con los materiales, tales como cerámica (Al2O3, BeO), semiconductores( Si, GaAs), vidrio y otros.

Características

• Alta conductividad térmica
• Excelente hermeticidad
• Excelente control dimensional, superficie de acabado,
• Disponibilidad de productos con acabados o semiacabados (Ni/Au plateados)

Disipador de calor de Cobre-Molibdeno (CuMo)

CuMo está compuesto de molibdeno y cobre. Es similar al CuW, la CTE del CuMo puede además adaptar un ajuste de composición. El CuMo es mucho más ligero que el CuW por lo que su aplicación es ideal donde el peso sea importante.

Características

• Alta conductividad térmica debido a que los aditivos que fueron usados no se aglomeran.
• Excelente hermeticidad
• Densidad relativa pequeña
• Disponibilidad de partes acabadas o semiacabadas (Ni/Au plateados)

Disipador de calor de Cu/Mo/Cu laminado

El Cu/Mo/Cu (CMC) es un sandwich compuesto de una capa central de molibdeno y dos capas de cobre cubriéndolo. Tiene una CTE variable, conductividad térmica alta y alta dureza. Todos los tipos de láminas de Cu/Mo/Cu pueden ser selladas dentro de los componentes.

Características

• Varios tamaños de lamina disponibles (longitud 16”, ancho 4”)
• Puede ser sellada dentro de los componentes
• Interfase de enlace muy alta la cual puede resistir repetidamente golpes térmicos de 850 grados centígrados
• Alta conductividad térmica
• Sin magnetismo

Disipador de calor de Cu/Mo70Cu/Cu laminado

El Cu/Mo70Cu/Cu (CPC) es un sandwich compuesto de manera similar que el Cu/Mo/Cu incluyendo una capa adicional central de Mo70-Cu y dos capas de cobre de cubierta. Los tipos de laminados de Cu/Mo70Cu/Cu pueden ser sellados dentro de los componentes.

Características

• Varios tamaños de lamina disponibles (longitud 16”, ancho 4”)
• Puede ser sellada dentro de los componentes
• Interfase de enlace muy alta la cual puede resistir repetidamente golpes térmicos de 850 grados centígrados
• Alta conductividad térmica
• Sin magnetismo

Proveedores de disipadores de calor

Para buscar proveedores o empresas que venden disipadores de calor, solicitar una cotización o precio de disipadores de calor o más información, visite nuestro buscador de la industria.

A continuación le presentamos a Torrey Hills Technologies, proveedor de disipadores de calor:

Torrey Hills Technologies suministra y fabrica varios de los equipos para la manufactura y ensamble de componentes microelectrónicos.

Conozca el Perfil, Productos, Dirección y Teléfono de Torrey Hills Technologies.

O bien, haga contacto directo con Torrey Hills Technologies para solicitar mayor información sobre los tipos de disipadores de calor dando clic en el disipador de su interés.

COMO CALIBRAR EN TEMPERATURA (1 de 3)

INTRODUCCIÓN.

En este documento nos hemos propuesto a desarrollar los principales puntos a tomar en cuenta para realizar una calibración en temperatura de tipo industrial, incluyendo los equipos necesarios para llevarla a cabo.

El método de calibración que trataremos es el de comparación, que es el método más usado en la industria. De manera general podemos decir que este método consiste en comparar –como su nombre lo dice– las lecturas del termómetro bajo prueba contra las lecturas de un termómetro patrón cuando ambos están inmersos en un mismo medio a la misma temperatura.

CALIBRACIÓN.

De acuerdo con la normatividad vigente NMX-Z-055-1997-IMCN, Calibración se define como un conjunto de operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores de las magnitudes indicadas por un instrumento de medición o un sistema de medición, o los valores representados por una medida materializada o un material de referencia, y los valores correspondientes de la magnitud realizada por los patrones.

Lo primero que nos debemos preguntar es porqué realizar una calibración. Se podrán dar muchas respuestas, desde el requisito para cumplir con ciertas normas hasta el hecho de evaluar la incertidumbre del equipo que usamos. Pero en un sentido práctico, la calibración en la industria se realiza para tener confianza en el equipo que estamos usando, con lo cual sabremos que no afectará la calidad de nuestro producto o servicio.

EQUIPO.

El equipo necesario que se ocupa normalmente para realizar una calibración es el siguiente:

• Termómetro de referencia.

• Indicador para el termómetro de referencia.

• Indicador para el termómetro bajo prueba.

• Fuente de temperatura.

Termómetro de referencia.

El termómetro de referencia será el que nos indique el valor “real” de temperatura que tiene la fuente de calor. Éste puede ser de varios tipos y la decisión de cual es el adecuado dependerá en buena medida del intervalo de temperatura y de su incertidumbre. Enseguida enumeramos los distintos tipos de termómetros de referencia y sus principales características.

Termómetro de resistencia de platino patrón.

Este termómetro es el más usado como termómetro de referencia, en inglés se le conoce como SPRT (Standard Platinum Resistance Thermometer) y sus principales características son las siguientes:

• Intervalo de uso de –200°C hasta 1000°C.

• Versiones de 0,25; 2,5; 25,5 y 100 W .

• Muy estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,001°C hasta 0,01°C.

• Caro y frágil.

Termómetro de resistencia de platino.

También conocido como PRT (Platinum Resistance Thermometer) o en ocasiones como RTD (Resistance Temperature Detector), cabe aclarar que este último término es genérico, ya que el SPRT y el termistor también son RTD's.

El PRT es muy similar al SPRT, sus características son:

• Intervalo de uso de –200°C a 660°C.

• Normalmente de 100 W .

• Estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,01°C hasta 0,025°C.

• No tan caro y un poco menos frágil que el SPRT.

Termistor.

El termistor es muy usado como termómetro de referencia a temperaturas cercanas a la ambiente, esto debido a que su intervalo de temperatura no es muy amplio. El termistor tiene las siguientes características:

• Intervalo de –20°C a 150°C.

• Versión de 10 k W

• Muy estable y exacto.

• Incertidumbres desde 0,002°C hasta 0,01°C.

• No es ni tan caro ni tan frágil como el SPRT.

Termopar.

De los termómetros de referencia es el menos exacto, sin embargo su intervalo de temperatura es bastante amplio, por esta razón es prácticamente la única opción para altas temperaturas. El termopar se caracteriza por lo siguiente:

• Intervalo de 0°C a 1450°C.

• Hecho de metales nobles.

• Menos estable y exacto.

• Incertidumbres típicas de 0,05°C a 0,5°C.

Normalmente no es tan caro ni tan frágil como el SPRT.

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