Un analizador de gases es un instrumento que se utiliza para medir las concentraciones de varios componentes del gas y parámetros físicos en las emisiones de gases. Se aplica ampliamente en la producción industrial, el monitoreo ambiental, la optimización del proceso de combustión y otros campos. Para garantizar la precisión y confiabilidad de los datos de medición, la calibración regular del instrumento es una operación crucial. La calibración no es un simple ajuste sino un proceso técnico riguroso y estandarizado. Este artículo profundizará sistemáticamente en los puntos centrales del procedimiento de calibración de analizadores de gases.
El objetivo principal de la calibración es determinar el error de medición del instrumento comparando su valor medido con el valor estándar exacto conocido. Si es necesario, se realizarán ajustes para garantizar que los resultados de la medición se encuentren dentro del rango de error permitido. Esto afecta directamente la precisión de todos los juicios, controles e informes posteriores basados en los datos de medición.
Preparativos antes de la calibración
Una preparación exhaustiva es la base para una calibración exitosa. Cualquier descuido puede provocar fallos en la calibración o resultados no válidos.
1. Confirmación de las condiciones ambientales: el trabajo de calibración debe realizarse en un entorno que cumpla con los requisitos especificados en el manual del usuario del instrumento. Generalmente, se debe prestar atención a la temperatura ambiental, la humedad relativa, la presión atmosférica, así como a si hay vibraciones, interferencias electromagnéticas y gases corrosivos. Las condiciones ambientales inadecuadas afectarán el rendimiento del gas estándar y del instrumento mismo.
2. Verificación del estado del instrumento: antes de la calibración, se debe inspeccionar el analizador de gases de humo para determinar su apariencia y funciones básicas. Los elementos de inspección incluyen, entre otros: si la sonda y la tubería de muestreo están limpias, libres de obstrucciones o fugas; si el sensor se encuentra dentro de su vida útil efectiva; si es necesario reemplazar el filtro; si la fuente de alimentación del instrumento y la conexión de la ruta del gas son confiables; y si la pantalla, los botones y otras funciones son normales.
3. Preparación de sustancias estándar: los gases estándar sirven como "vara de medir" para la calibración y su precisión determina directamente la calidad de la calibración. Se recomienda el uso diversificado de gases estándar proporcionados por instituciones calificadas dentro de su período de validez y con concentraciones equivalentes. Normalmente, se deben preparar gas cero (como nitrógeno de alta-pureza o aire limpio) y al menos dos concentraciones diferentes de gas patrón para cubrir el rango de medición del instrumento. Los valores de concentración de los gases estándar deben ser trazables según los estándares nacionales o internacionales.
4. Precalentamiento y estabilización del instrumento: De acuerdo con las instrucciones del fabricante, conecte la fuente de alimentación al instrumento y permita que se precaliente completamente, asegurando que todos los componentes, especialmente los sensores, alcancen un estado de funcionamiento estable. Un instrumento que no haya sido precalentado completamente tendrá lecturas desviadas y no podrá calibrarse de manera efectiva.
Principales pasos y métodos de calibración
El proceso de calibración debe llevarse a cabo estrictamente de acuerdo con el manual de operación del instrumento y las regulaciones de verificación metrológica o especificaciones de calibración relevantes. Los siguientes son los pasos básicos generales:
Calibración de punto cero-:
Objetivo: Eliminar la deriva cero del instrumento y garantizar que la lectura sea cero al medir la concentración cero de gas.
*Operación: Introduzca gas cero (como gas nitrógeno de alta-pureza) en la entrada de muestreo del instrumento al caudal y presión especificados según los requisitos del instrumento. Una vez que la lectura del instrumento se estabilice, ejecute el procedimiento de calibración del punto cero-. El instrumento registrará automáticamente el valor estable actual como valor de referencia del punto cero-. Para los analizadores multi-componentes, la calibración del punto cero- debe realizarse por separado para cada canal de medición.
2. Calibración del punto de alcance (Calibración de rango):
Objetivo: Ajustar la sensibilidad de medición del instrumento para que el error de indicación esté dentro del rango especificado al medir una concentración específica de gas estándar.
*Funcionamiento: Desconectar el gas cero. Introduzca la concentración exacta conocida del gas estándar de patrón en el instrumento al caudal y presión especificados. Una vez que la lectura se estabilice, ejecute el procedimiento de calibración de span. El instrumento comparará y ajustará la lectura estable actual con el valor de concentración conocido del gas estándar. Generalmente, la concentración del gas patrón debe seleccionarse entre el 50% y el 90% del límite superior del rango de medición del instrumento.
3. Verificación lineal (opcional pero recomendada):
Objetivo: verificar las características de respuesta lineal del instrumento en todo el rango de medición, en lugar de solo en el punto cero y en los puntos de intervalo individuales.
*Operación: Introduzca un gas estándar de otra concentración (generalmente menor que la concentración del punto de intervalo) en el instrumento y registre la lectura estabilizada. Calcule el error entre esta lectura y el valor estándar y determine si cumple con el requisito lineal. Esto ayuda a identificar cualquier problema no-lineal con el sensor.
Consideraciones clave durante el proceso de calibración
En el funcionamiento real, ciertos detalles suelen determinar el éxito o el fracaso de la calibración.
1. Sellado de la ruta del gas: todo el sistema de la ruta del gas está estrictamente sellado de múltiples maneras. Cualquier fuga menor hará que el aire se mezcle, diluyendo la concentración de gas estándar y, por lo tanto, provocando errores de calibración. Se debe realizar una verificación de estanqueidad al gas antes de la calibración.
2. Control de flujo y presión: La diversificación garantiza que el flujo de gas estándar y la presión suministrados al instrumento cumplan con los requisitos del instrumento. Un flujo excesivo o insuficiente afectará la respuesta del sensor y la presión inestable también provocará fluctuaciones en las lecturas.
3. Tiempo de estabilización adecuado: Después de introducir el gas estándar, espere un período de tiempo suficiente hasta que la lectura del instrumento se estabilice completamente y ya no cambie. Sólo entonces se podrán realizar operaciones de calibración o registro de datos. El tiempo de estabilización varía según la composición del gas y el tipo de sensor.
4. Uso correcto de gases estándar: Los cilindros de gas estándar deben colocarse en posición vertical. Utilice una válvula reductora de presión y materiales de tubería adecuados (para evitar reacciones con los gases). Para algunos gases reactivos, tenga en cuenta sus efectos de adsorción y retención en la ruta del gas.
5. Registro de datos: Se deben realizar registros detallados de la fecha de calibración, las condiciones ambientales, la información sobre el gas estándar utilizado (incluido el número de serie, la concentración, el período de validez), las lecturas antes y después de la calibración y el personal que llevó a cabo la calibración. Se debe crear un registro de calibración completo para facilitar la trazabilidad y el análisis.
Verificación y seguimiento-Procesamiento de resultados de calibración
Una vez completada la operación de calibración, no significa que el trabajo haya terminado.
Verifique el efecto de calibración: después de completar la calibración del punto cero-y del intervalo, vuelva a-introducir el gas cero y el gas de intervalo y observe si la lectura del instrumento muestra con precisión el valor esperado (considerando el error permitido). Alternativamente, se puede utilizar una tercera botella de gas estándar para pruebas de verificación para garantizar la validez de la calibración.
2. Determinación de intervalos de calibración: El ciclo de calibración de un instrumento no es un valor fijo. Depende de la frecuencia de uso del instrumento, la severidad del entorno de medición, la estabilidad del sensor y los requisitos de las regulaciones o sistemas de control de calidad relevantes. Generalmente, se realizan calibraciones diversificadas antes del primer uso, después del mantenimiento o cuando existen dudas sobre los datos de medición. En circunstancias normales, puede ser necesario realizar una calibración una vez al mes, una vez al trimestre o una vez cada medio año. Se debe establecer e implementar un plan de calibración razonable.
3. Manejo de calibración no calificada: Si el instrumento no cumple con los requisitos de precisión especificados incluso después de calibraciones repetidas, indica que puede haber una falla en el instrumento, como envejecimiento y falla del sensor, problemas de circuito, etc. En este punto, se debe dejar de usar el instrumento y se debe contactar al personal profesional para su reparación o reemplazo de componentes. Después de la reparación, se debe realizar una nueva y excelente calibración.