Especialidad de Presión y Vacío

 

  • Patrón Nacional de Presión (hasta 175 kPa).
  • Patrón Nacional de Baja Presión (hasta 7 MPa).
  • Patrón Nacional de Media Presión (hasta 100 MPa).
  • Patrón Nacional de Alta Presión (hasta 500 MPa).
  • Patrón Nacional de Presión Barométrica.
  • Patrón Nacional de Vacío.
  • Sistema de Referencia Nacional para Medición de Vacío.

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    Patrón Nacional de Presión(hasta 175 kPa)

    Unidad: Pascal(Pa).

    Descripción: Patrón nacional con alcance de medición de 2,5 kPa hasta 175 kPa. La determinación de presión se logra al presurizar gas, el cual hace flotar un pistón soportado una masa determinada lo que produce una presión calculada.

    Consiste de una balanza de presión de alta exactitud con un juego de masas y un ensamble pistón-cilindro. El ensamble cubre un intervalo de presión que depende del área efectiva del mismo. En estos instrumentos la presión (P) en igual a la fuerza (F) que se genera por medio de las masas (m) bajo la acción de la gravedad local (g) actuando sobre un Área.

    Incertidumbre relativa:  1,4·10-5 de lectura con k=2.

    Alcance

    Se cuenta con 3 ensambles pistón-cilindro cuyo alcance se describe a continuación:

    Ensambles pistón-cilindro de números de series PC-216, PC-231, PC-232, alcance de medición de 17,5 kPa a 175 kPa con una incertidumbre de ± 1,4·10-5 de lectura o ± 0,17 Pa lo que sea mayor y diámetro del ensamble pistón-cilindro de 50 mm.

     

     

     

     

     

     

     

     

    Aplicación

    En general los laboratorios nacionales de metrología los utilizan para ser origen de trazabilidad de sus mediciones.

     

    Información Adicional

    Trazabilidad

    Los ensambles pistón-cilindro y las masas del sistema de calibración tienen trazabilidad a los patrones nacionales ubicados en los laboratorios primarios que se indican:

    Ensambles pistón-cilindro: PC-216, PC-231, PC-232 tiene trazabilidad en:

    (a) Área efectiva (caracterización dimensional) con CENAM.

    (b) Masa con CENAM.

     

    Mantenimiento

    El mantenimiento del patrón nacional se efectúa por medio de comparaciones que se realizan con otros laboratorios nacionales.

     

     

     

     


     

     

     

     

    Patrón Nacional de Baja Presión (hasta 7MPa)


    Unidad: pascal (Pa).

    Realización: El patrón nacional de baja presión tiene un alcance de medición de 175 kPa a 7 MPa. La determinación de presión se logra al presurizar gas, el cual hace flotar un pistón soportando una masa determinada lo que produce una presión calculada.

    Incertidumbre relativa: ± 18·10-6de la lectura de 175 kPa a 350 kPa, ± 23·10-6 de la lectura de 350 kPa a 1 750 kPa y ± 2,0·10-5 de la lectura de 1,75 MPa a 7 MPa ± 26·10-6 con k=2.

    Aplicación

    En general los laboratorios nacionales de metrología los utilizan para ser origen de la trazabilidad de sus mediciones.


    Descripción

    Consiste de una balanza de presión de alta exactitud con un juego de masas y tres ensambles pistón-cilindro. Cada ensamble cubre un alcance de presión que depende del área efectiva del mismo. En estos instrumentos, la presión (P) es igual a la fuerza (F) que se genera por medio de las masas (m) bajo la acción de la gravedad local (g) actuando sobre un área (A).

    Alcance

    Se cuenta con tres ensambles pistón-cilindro cuyos alcances individuales son los que a continuación se describen:

    Ensamble Pistón-Cilindro Área Nominal Incertidumbre Alcance de Medición
    PC-108 A 10 cm2 ± 18·10-6 175 kPa a 350 kPa
    PC-220 A1 2 cm2 ± 23·10-6 350 kPa a 1 750 kPa
    PC-228 0,5 cm2 ± 26·10-6 1,75 MPa a 7 MPa

    Información Adicional

    Trazabilidad

    Los ensambles de pistón-cilindro y las masas del sistema de calibración, tienen trazabilidad a los patrones nacionales ubicados en los laboratorios primarios que se indican:

    Ensambles pistón-cilindro: PC-108 tiene trazabilidad en (a) Área efectiva (Caracterización dimensional) CENAM, (b) Masa con CENAM y (c) Densidad con CENAM.

    El PC-220 A1 tiene trazabilidad en: (a) Área efectiva (flotación cruzada) con CENAM, (b) Masa con CENAM para el PC-228 y tiene trazabilidad en (a) Área efectiva (flotación cruzada) con CENAM, (b) Masa con CENAM. Juego de masas 2019 tienen trazabilidad con CENAM.



    Mantenimiento

    El mantenimiento del patrón nacional de baja presión se efectúa pormedio de comparaciones que se realizan con otros laboratorios nacionales, también se asegura el mantenimiento mediante comparaciones con el patrón de baja presión de 50mm.




     

     

    Patrón Nacional de Media Presión (hasta 80 MPa)


    Unidad: Pascal (Pa).

    Realización: El patrón nacional de media presión tiene un alcance de medición de 7 MPa a 80 MPa. La determinación de la presión se logra al presurizar gas, el cual hace flotar un pistón soportando una masa determinada lo que produce una presión calculada.

    Incertidumbre relativa: ± 2,5·10-5 de la lectura (k=2).


    Aplicación

    La magnitud de presión es muy utilizada en una gran variedad de industrias, por ejemplo la farmacéutica, alimentaria, química, metalmecánica donde los requerimientos de alta exactitud son indispensables para la calidad de los productos.

    Estos patrones son balanzas de presión o balanzas de pesos muertos que a nivel internacional sirven para ser origen de la trazabilidad de las mediciones de presión.

    Las balanzas de presión o balanzas de pesos muertos son los instrumentos de mejor exactitud utilizados en las mediciones de presión por arriba de la presión atmosférica.


    Descripción

    Consiste de un juego de masas y tres ensambles piston-cilindro. Cada ensamble cubre un intervalo de presión que depende del área efectiva del mismo. La presión (P) es igual a la fuerza (F) que se genera por medio de las masas (m) bajo la acción de la gravedad local (g) actuando sobre un área (A), como se muestra en la siguiente figura.


    Alcance

    Se cuenta con dos ensambles pistón-cilindro cuyos alcances individuales son los que a continuación se describen:

    Ensamble Pistón-Cilindro Área Nominal Alcance de Medición Incertidumbre
    6363 1 cm2 0,02 MPa a 8 MPa ± 27·10-6
    6364 0,1 cm2 8 MPa a 80 MPa ± 51·10-6

     


    Información Adicional

    Trazabilidad

    Los ensambles pistón-cilindro y las masas del sistema de calibración, tienen trazabilidad a los patrones nacionales ubicados en los laboratorios primarios que se indican:

    Equipo Trazabilidad
    Ensamble pistón-cilindro 6363 CENAM
    Ensamble pistón-cilindro 6364 CENAM
    Juego de masas 3346 CENAM

    Mantenimiento

    El mantenimiento del patrón nacional de media presión se efectúa por medio de las comparaciones que se realiza con otros laboratorios nacionales, también se asegura el mantenimiento mediante comparaciones internas con los patrones de alta y media presión.



     




    Patrón Nacional de Alta Presión (hasta 500 MPa)


    Unidad: Pascal (Pa).

    Realización: El patrón nacional de alta presión tiene un alcance de medición de 7 MPa a 500 MPa. La determinación de la presión se logra al presurizar aceite, el cual hace flotar un pistón soportando una masa determinada lo que produce una presión calculada.

    Incertidumbre relativa: ± 3,3·10-5 de la lectura (k=2) de 0,2 MPa a 100 MPa y ± 4,3·10-5 de la lectura (k=2) de 0,4 MPa a 200 MPa, ± 1,7·10-4 de la lectura (k=2) de 1 MPa a 500 MPa.


    Aplicación

    La magnitud de presión es muy utilizada en una gran variedad de industrias, por ejemplo la farmacéutica, alimentaria, química, metalmecánica donde los requerimientos de alta exactitud son indispensables para la calidad de los productos.

    Estos patrones son balanzas de presión o balanzas de pesos muertos que a nivel internacional sirven para ser origen de la trazabilidad de las mediciones de presión.

    Las balanzas de presión o balanzas de pesos muertos son los instrumentos de mejor exactitud utilizados en las mediciones de presión por arriba de la presión atmosférica.


    Descripción

    Consiste de un juego de masas y tres ensambles piston-cilindro. Cada ensamble cubre un intervalo de presión que depende del área efectiva del mismo. La presión (P) es igual a la fuerza (F) que se genera por medio de las masas (m) bajo la acción de la gravedad local (g) actuando sobre un área (A).


    Alcance

    Se cuenta con tres ensambles pistón-cilindro cuyos alcances individuales son los que a continuación se describen:

    Ensamble Pistón-Cilindro Área Nominal Incertidumbre Alcance de Medición
    5716 1 cm2 ± 36·10-6 0,2 MPa a 100 MPa
    6319 0,05 cm2 ± 4,1·10-5 0,4 MPa a 200 MPa
    4923 0,02 cm2 ± 1,7·10-4 1 MPa a 500 MPa

    Información Adicional

    Trazabilidad

    Los ensambles pistón-cilindro y las masas del sistema de calibración, tienen trazabilidad a los patrones nacionales ubicados en los laboratorios primarios que se indican:

    Equipo Trazabilidad
    Ensamble pistón-cilindro 5716 CENAM
    Ensamble pistón-cilindro 6319 CENAM
    Ensamble pistón-cilindro 4923 CENAM
    Juego de masas 3345 CENAM

    Mantenimiento

    El mantenimiento del patrón nacional de alta presión se efectúa por medio de las comparaciones que se realiza con otros laboratorios nacionales, también se asegura el mantenimiento mediante comparaciones internas con los patrones de baja y media presión.


     

     

     

     

    Patrón Nacional de Presión Barométrica


    Unidad: pascal (Pa).

    Descripción: El patrón nacional de presión barométrica se basa en un sistema de dos columnas interconectadas semillenas de mercurio.

    El sistema de dos columnas de mercurio es un instrumento reconocido internacionalmente como patrón primario de presión, ya que puede ser referido a magnitudes básicas (medidas con muy baja incertidumbre).

    Las dos columnas de mercurio están interconectadas y se encuentran parcialmente llenas de mercurio (hasta un nivel medio en la altura de cada columna). Para medir la diferencia de alturas entre las dos columnas se utiliza un sistema de interferometría láser. La temperatura del mercurio se mide con un sistema formado por RTD´s y un termométro digital. Para mediciones de presión absoluta se utiliza un instrumento medidor de presión de referencia en el lado de la columna sujeta a vacío.

    Incertidumbre : ± 14·10-6 (0,5 a 2,5) Pa, con un nivel de confianza de aproximadamente 95%.

    Aplicación: Este patrón es para medición de presión absoluta, sin embargo puede utilizarse para medición de presión diferencial, dependiendo de la presión aplicada a cada columna. Para todos los casos el intervalo de medición se conserva.

    Alcance

    Este patrón nacional de presión barométrica es un patrón primario y tiene un alcance de medición de 2,5 kPa a 120 kPa.


    Información Adicional

    Trazabilidad

    La realización de presión con columnas de líquido, de acuerdo a su principio de funcionamiento, se define como presión es igual a la densidad del líquido utilizado en la columna, multiplicado por la aceleración local de la gravedad y multiplicado por la altura (o diferencia de alturas) de la columna.

    La trazabilidad de este patrón es a esas tres magnitudes, siendo en la altura al CENAM, en atracción gravitacional al Instituto de Geofísica de la UNAM y en densidad del mercurio al NPL de Inglaterra y al CSIRO de Australia.



    Mantenimiento

    Las partes más importantes que componen a este Patrón, para su operación confiable, deben calibrarse periódicamente. Estas son, la cabeza láser, el medidor de presión de referencia y los termómetros de resistencia.

    Con el objetivo de asegurar un buen desempeño de la capacidad de medición del patrón (involucrando todos los elementos que intervienen en su operación) es necesario llevar a cabo comparaciones a nivel internacional con patrones nacionales de otros países.



    Patrón Nacional de Vacío

     

    Unidad: Pascal(Pa).

    Realización: El Patrón Nacional de Vacío consta de un sensor de arrastre molecular y un conjunto de tres sensores de diafragma capacitivo de alta exactitud con lo cual cubre el alcance de medición de 1·10-5 Pa a 100 kPa en presión absoluta.

    Incertidumbre relativa: Tiene un alcance de medición de 1·10-5 Pa a 1 kPa con una incertidumbre expandida realtiva a la lectura de ± 9·10-3 a ± 2,5·10-3 respectivamente.


    Alcance

    El patrón nacional de vacío tiene un alcance de medición de 1·10-5 Pa a 1 kPa en presión absoluta y esta basado en el método de comparación directa. El alcance de medición es cubierto mediante un sensor de arrastre molecular de 1·10-5 Pa a 1 Pa e incertidumbre de ± 9·10-3 de la lectura; y por un conjunto de dos sensores de diafragma capacitivo en los alcances de medición de (1 Pa a 100 Pa), (100 Pa a 1 kPa) con incertidumbres de ( ± 5·10-3 de la lectura a ± 2,5·10-3 de la lectura ).

    Los servicios de calibración con este patrón incluyen los sensores de diafragma capacitivo, Mc Leod, vacuómetro de tipo Bourdón, sensores de conductividad térmica como pirani, convección y termopares, sensores de ionización de cátodo caliente y frío y pequeñas fugas, desde el bajo hasta el alto vacío.

    En la práctica, se distinguen básicamente cuatro alcances de medición de vacío cuya nomenclatura (ISO 3529/1) se utiliza dependiendo de la aplicación:

    Vacío grueso o bajo   1kPa a 100 Pa
    Vacío medio              100 Pa a 0,1 Pa
    Alto vacío                 0,1 Pa a 10 µPa
    Ultra alto vacío         <10 µPa

    Información Adicional

    Trazabilidad

    El patrón nacional de vacío es trazable mediante un patrón de vacío basado en un sistema de expansión estática que se mantiene en el Laboratorio del Sistema de Referencia Nacional para medción de Vacío del CENAM.


    Mantenimiento

    El patrón nacional de vacío es el patrón de referencia de vacío en México. Para el aseguramiento de las mediciones, este patrón nacional es calibrado periódicamente con el patrón primario basado en un sistema de expansión estática. El patrón nacional también es utilizado para la transferencia hacia un conjunto de patrones de trabajo constituidos por sensores de diafragma capacitivo. Los patrones de trabajo diseminan la unidad del pascal de 1·10-5 Pa a 1 kPa hacia los instrumentos de medición de vacío de la industria mexicana.




     

    Sistema de Referencia Nacional para Medición de Vacío


    Unidad: Pascal(Pa).

    Descripción:Este patrón primario se basa en la ley de Boyle, donde un pequeño volumen conocido de gas, a una presión conocida relativamente alta, es expandido a un volumen mayor previamente evacuado, lo cual generará una reducción en la presión conocida inicial de manera proporcional a la relación de volúmenes.

    El sistema de referencia nacional para medición de vacío se basa en un sistema de expansión estática, el cual es considerado internacionalmente como un patrón primario de vacío, ya que puede ser referido a magnitudes básicas. Consta de cuatro cámaras de volumen conocido, dos de pequeño volumen de 0,5 L y 1 L y dos cámaras de expansión de 50 L y 100 L.

    Incertidumbre relativa:± 8·10-3 a ± 5·10-4, (k=2, con un nivel de confianza de aproximadamente 95% ) en el intervalo de medición.

    Alcance

    El sistema de referencia nacional para medición de vacío tiene un alcance de medición de 1·10-5 Pa a 1·103 Pa.

     

    Aplicación

    Este patrón es para medición de vacío y sirve como referencia nacional y origen de la trazabilidad de las mediciones de vacío en México. Se pueden calibrar todo tipo de instrumentos de medición de vacío o transductores de vacío (tales como, sensor de arrastre molecular, de conductividad térmica, capacitivo, de ionización, etc.).

     

    Información Adicional

    Trazabilidad

    La trazabilidad de este patrón es a los patrones nacionales de temperatura, presión y volumen en el CENAM.

     

     

     

     

     

    Mantenimiento

    Para su operación confiable, deben calibrarse periódicamente, los termómetros de resistencia y el medidor de presión de referencia o de presión inicial.

    Con el objetivo de asegurar un buen desempeño de la capacidad de medición del patrón se ha realizado  comparación nacional de otros países. Se tienen programadas las siguientes comparaciones:

     

     

    Fecha Laboratorios participantes Alcance de Medición
    2003 PTB 1·10-3 Pa a 1 Pa

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    Centro Nacional de Metrolog ía