Calibración Fácil y Confiable con el Calibrador de Humedad HMK15
Ningún instrumento de humedad se mantiene preciso a lo largo del tiempo. Es recomendable comprobar el desempeño al realizar verificaciones periódicas al compararlos con una referencia y/o patrón. Cuando la calibración se realiza internamente, el uso de soluciones de sal saturada como referencia es un método probado y asequible. Con el calibrador de humedad HMK15 de Vaisala, la calibración de la humedad es fácil, rápida y confiable.
El uso de soluciones de sal saturada es un método aceptado y confiable para calibrar instrumentos de humedad. Muchos laboratorios líderes en el mundo utilizan este método, que se conoce generalmente desde principios del siglo XX. El principio de funcionamiento se basa en las propiedades físicas de las soluciones de agua y sal, que generan una humedad relativa conocida en el aire que las rodea.
Con base en estos valores de referencia, la lectura del instrumento de humedad que se desea verificar se puede ajustar y calibrar. Las soluciones saturadas de estas sales. proporcionan un estándar de medición confiable ya que los niveles de humedad generados por estas soluciones y su comportamiento a diferentes temperaturas están bien documentados y han sido verificados por muchos investigadores. La tabla Greenspan (Tabla 1) es una de las referencias más conocidas.
Varias sales diferentes son adecuadas para mediciones de referencia, lo que proporciona una serie de opciones para el usuario. Sin embargo, para instrumentos de alta calidad, se puede realizar una calibración en dos puntos para ajustar la medición en todo el rango de humedad relativa.
Tabla 1
Tabla de Calibración Greenspan para los niveles de humedad generados para cuatro sales de uso común en un rango de temperatura de 0 a 50 ° C. En cada columna, los números de la derecha indican la incertidumbre de la sartén de Green para la humedad de referencia de la sal.
Temp / °C | LiCl / %RH | MgCI2 / %RH | NaCl / %RH | K2SO4 / %RH |
0 | * | 33.7 ±0.3 | 75.5 ±0.3 | 98.8 ±1.1 |
5 | * | 33.6 ±0.3 | 75.7 ±0.3 | 98.5 ±0.9 |
10 | * | 33.5 ±0.2 | 75.7 ±0.2 | 98.2 ±0.8 |
15 | * | 33.3 ±0.2 | 75.6 ±0.2 | 97.9 ±0.6 |
20 | 11.3 ±0.3 | 33.1 ±0.2 | 75.5 ±0.1 | 97.6 ±0.5 |
25 | 11.3 ±0.3 | 32.8 ±0.2 | 75.3 ±0.1 | 97.3 ±0.5 |
30 | 11.3 ±0.2 | 32.4 ±0.1 | 75.1 ±0.1 | 97.0 ±0.4 |
35 | 11.3 ±0.2 | 32.1 ±0.1 | 74.9 ±0.1 | 96.7 ±0.4 |
40 | 11.2 ±0.2 | 31.6 ±0.1 | 74.7 ±0.1 | 96.4 ±0.4 |
45 | 11.2 ±0.2 | 31.1 ±0.1 | 74.5 ±0.2 | 96.1 ±0.4 |
50 | 11.1 ±0.2 | 30.5 ±0.1 | 74.4 ±0.2 | 95.8 ±0.5 |
Reducción del tiempo de estabilización térmica y de humedad
Durante el desarrollo del HMK15, el calibrador de humedad más reciente de Vaisala basado en soluciones de sal saturada, los objetivos principales fueron mejorar la facilidad de uso y la confiabilidad del sistema. El corto tiempo de estabilización térmica y de humedad del HMK15, que es una de las principales mejoras del nuevo diseño, acelera la calibración y mejora la fiabilidad de los resultados. Al combinar una cámara de aluminio y un diseño mecánico adecuado, la cámara de sal se optimiza para una rápida estabilización de la temperatura. El espacio interior de la cámara está diseñado para permitir una rápida estabilización de la humedad y la generación de una atmósfera homogénea de la solución salina.
Los empaques de sal listos para usar vienen con certificados de calibración
Otras nuevas incorporaciones incluyen empaques de sal con certificados de calibración de un laboratorio acreditado. Alguos ejemplos de soluciones salinas que puede incluir el calibrador HMK15 son cloruro de litio LiCl (11% HR), cloruro de magnesio MgCl2 (33% HR), cloruro de sodio NaCl (75% HR) y sulfato de potasio K2SO4 (97% HR). Todas estas sales se entregan de fábrica en formato seco para evitar cualquier problema que pueda surgir con las soluciones salinas ya preparadas. Las sales secas también ofrecen una vida útil mucho más prolongada que las soluciones de sal preparada.
Los empaques de sal listos para usar se entregan con certificados de calibración otorgados sobre la base de un control de lote. En este proceso, se toma una muestra de paquetes del lote y las sales se preparan de acuerdo con las instrucciones del manual. Estas soluciones salinas luego se controlan en el Laboratorio de Estándares de Medición acreditado de Vaisala en Helsinki. El certificado de calibración verifica que las humedades de equilibrio generadas por estas soluciones salinas corresponden a la tabla de calibración de Greenspan dentro de la precisión especificada (Tabla 2). Para lograr esta precisión, el manual de instrucciones del HMK15 incluye una guía que explica cómo preparar y almacenar soluciones salinas. Varias normas (ASTME 104-85, DIN 50008, JIS Z8806) también incluyen recomendaciones e instrucciones sobre cómo preparar soluciones salinas.
Tabla 2
La precisión especificada de un calibrador HMK15 entregado con un certificado de calibración
Lithium chloride LiCl | ±1.0%HR + incertidumbre de Greenspan* |
Magnesium chloride MgCl2 | ± 1.0% HR + incertidumbre de Greenspan* |
Sodium chloride NaCl | ± 1.4% HR + incertidumbre de Greenspan* |
Potassium sulfate K2SO4 | ± 1.5% HR + incertidumbre de Greenspan* |
*La incertidumbre dada en la tabla de calibración de Greenspan a la temperatura de calibración, p. Ej. la precisión de la sal de LiCl a +20°C es ± (1.0 + 0.3)%HR = ± 1.3% HR
Trazabilidad a un estándar nacional
Para algunas aplicaciones, se necesita trazabilidad a un estándar nacional o internacional. En estos casos, se puede utilizar un medidor de humedad como el Vaisala HM70 como referencia o patrón en paralelo con el instrumento de humedad a calibrar en la cámara de sal. Al verificar la trazabilidad, las sales se utilizan solo para generar diferentes niveles de humedad, y el valor de referencia se lee en la pantalla del HM70. El equipo de referencia HM70, incluye la calibración de fábrica, y puede ser calibrado por un laboratorio de calibración nacional o un laboratorio perteneciente a sus redes (por ejemplo, NIST, OUA, OAA, INTI) para obtener la trazabilidad necesaria al estándar nacional en los años siguientes.
Termómetro como accesorio
El HMK15 incluye un termómetro con certificado de calibración; el propósito del termómetro es medir la temperatura del ambiente que rodea la solución salina. La lectura de temperatura se usa principalmente para seleccionar el valor de humedad de referencia correcto de la tabla de Greenspan, que está impresa en el calibrador.
Además, la precisión del termómetro es suficiente para verificar el canal de temperatura del instrumento que se calibra. El termómetro incluido se calibra en seis puntos y se puede rastrear la trazabilidad hasta el Laboratorio Nacional de Estándares de Medición de Finlandia* para la temperatura. Para obtener resultados más precisos, se pueden utilizar las correcciones dadas en el certificado de calibración o sus valores interpolados.
Es posible realizar comprobaciones in situ
Además del uso en laboratorio, el calibrador HMK15 es adecuado para comprobaciones in situ. Durante el transporte, las cámaras se pueden cerrar herméticamente con cubiertas de especialmente diseñadas que brindan un sello completo y evitan cualquier fuga de la solución salina. El maletín de transporte opcional facilita el transporte del calibrador hasta el lugar de uso. Gracias a la rápida estabilización de temperatura del calibrador, el tiempo de espera para la calibración in situ es comparativamente corto.
Errores típicos en la calibración de la humedad
Diferencia de temperatura entre la sonda de humedad y la cámara de calibración
Como la humedad relativa es un parámetro físico muy dependiente de la temperatura, es importante tener tanto el calibrador como la sonda de humedad a la misma temperatura. Una diferencia de temperatura de ±1°C a + 20°C entre el aire de la cámara y el sensor provoca un error de ±3%RH al 50% RH y ±6%RH al 97%RH. Para evitar diferencias de temperatura, se recomienda dejar que el instrumento de humedad y el calibrador se estabilicen durante al menos 30 minutos a la misma temperatura ambiente.
La sonda debe manipularse lo menos posible para evitar el efecto de calentamiento de las manos. Para evitar que la cámara de sal y otras partes del calibrador se calienten y provoquen errores en las lecturas, no deben retenerse durante la calibración.
Tiempo de estabilización insuficiente
El tiempo de respuesta de los sensores de polímero de película delgada es muy rápido, normalmente menos de 10 segundos para el propio elemento sensor. Sin embargo, después de que la sonda de humedad se inserta en el calibrador, pasa algún tiempo antes de que el aire alrededor del elemento sensor de humedad alcance el equilibrio con el nivel de humedad generado. Una diferencia de temperatura entre la sonda de humedad y la cámara de calibración aumenta el tiempo de estabilización. El tiempo de estabilización recomendado para una calibración confiable es de 10 a 20 minutos.
Rango demasiado estrecho entre los dos puntos de calibración
Varios puntos de calibración garantizan la precisión de los resultados de la calibración en un amplio rango de humedad. Si la lectura del instrumento debe ajustarse (es decir, si la lectura de salida se cambia para que corresponda con el valor del equipo patrón), dos puntos son suficientes para un instrumento de humedad de alta calidad que se utilice en un amplio rango de humedad. El primer punto se utiliza para el ajuste del punto cero (compensación) y el segundo punto para el ajuste del intervalo (ganancia). Se recomienda una diferencia del 50% de HR o más entre estos dos puntos.
Equipo sucio o mojado
Para evitar la contaminación, las sales y el equipo deben manipularse con cuidado y mantenerse absolutamente limpios. Incluso una pequeña gota de agua en la sonda cerca de los sensores puede distorsionar las lecturas.