Las balanzas de pesos muertos de doble pistón pueden mejorar enormemente la capacidad de un laboratorio para calibrar amplios rangos de presión con la mayor precisión. Con los transductores y dispositivos bajo prueba (DUT) que tienen un amplio rango de medición, la calibración puede ser un proceso largo, ya que hay que cambiar los pistones entre los puntos de prueba para calibrar todo su rango.
Sin embargo, una balanza de pesos muertos de doble pistón está equipada con un pistón de alto rango y un pistón de bajo rango, lo que permite al técnico más flexibilidad y eficiencia en la calibración. Este alcance proviene de décadas de innovación e interacción con el cliente para encontrar una solución a las necesidades de la industria.
Fórmula para el cálculo de la presión
Desde la Revolución Industrial, la medición de alta precisión de la presión ha sido un requisito clave en las industrias de procesos. Los instrumentos de medición de presión, como los manómetros, se emplean para medir y controlar las condiciones de presión. Deben ser calibrados en comparación con instrumentos de un mayor grado de precisión. Las balanzas de pesos muertos (también denominadas balanzas de presión) son instrumentos de alta precisión que se utilizan en la calibración de instrumentos de presión electrónicos o mecánicos. El núcleo de una balanza de pesos muertos lo constituye en consecuencia un sistema de pistón-cilindro fabricado con alta precisión, que se carga con pesas para generar los distintos puntos de prueba en una calibración.
La carga de pesas es proporcional a la presión deseada y se logra mediante pesas graduadas de forma óptima. El diseño de todo el sistema de calibración, así como la fabricación precisa del pistón y el cilindro, aseguran un rendimiento de calidad con un largo tiempo de rotación libre y bajas tasas de hundimiento del pistón. Con incertidumbres de medición de hasta el 0,002% de la lectura, las balanzas de pesos muertos son el estándar supremo en la calibración.
Una balanza de pesos muertos suele consistir en un sistema de un solo pistón y cilindro. Esto requiere que se cambien los juegos de pesas para calibrar rangos de medición múltiples o amplios. Esto podría convertirse en un proceso engorroso, que requiera muchos recursos. En 1953, la entidad hoy conocida como DH-Budenberg fue pionera en la tecnología pistón-cilindro de gama dual con dos pistones alojados concéntricamente en una unidad. DH-Budenberg fue adquirida posteriormente por WIKA en 2011. El primer diseño incluía pistones de 1/8 pulgadas (baja presión) y 1/180 pulgadas (alta presión) alojados en una unidad. Utilizando un único juego de pesas, ahora era posible generar dos puntos de equilibrio a 55 bares (baja presión) y 550 bares (alta presión) respectivamente. A esto le siguió el logro de la variante de alta presión, que podía generar una presión de hasta 1100 bares.
Explicación del diseño de doble pistón
El primer diseño de doble pistón estaba ejecutado en gran parte con un elemento de rodillo, y tenía una precisión del 0,03 % de la presión que se medía en el modelo estándar, y del 0,05 % en el modelo de alta presión. En la calibración de doble pistón, la carga del pistón de baja presión se transfiere al pistón auxiliar, que está directamente conectado al portapesas. Cuando se obtiene la presión correcta, la falda de la cabeza del pistón flota dentro del rango bajo o «banda azul». Para alcanzar la alta presión, se aumenta la presión y el pistón de baja presión se eleva hasta que un borde de cuchilla en la brida inferior hace un sello contra el cilindro de baja presión y actúa como el cilindro de alta presión. Como el pistón de baja presión no contribuye al peso total del pistón y del portapesas, éste absorbe el peso auxiliar para compensar. Cuando se obtiene la presión correcta, la falda de la cabeza del pistón flota dentro del rango alto o «banda roja».
Este sistema cónico y patentado de pistón-cilindro de banda roja y azul DH-Budenberg fue rediseñado más tarde con componentes de pistón y cilindro fabricados con carburo de tungsteno. Con las mejoras en la generación de presión y los procesos de fabricación de pistones, ahora se dispone de doble rango hasta 1.400 bares con precisiones de hasta el 0,006 % de la lectura.
Estos desarrollos en la tecnología de doble pistón hicieron de las balanzas de pesos muertos, como el módelo hidráulico CPB5800 de DH-Budenberg, el principal comprobado de peso muerto para aplicaciones industriales. Es especialmente útil para calibrar un transductor con un amplio rango de medición, manteniendo al mismo tiempo la alta precisión para la prueba y la calibración. Con el uso de un solo conjunto de masa e instrumento de calibración, este sistema puede cambiar automáticamente entre múltiples puntos de prueba de alta y baja presión, haciendo que la calibración de la presión sea perfecta, eficiente y económica.
Nota
Para obtener más información sobre nuestras balanzas de pesos muertos, visite la web de WIKA.