ES2364061A1 - Dispositivo y procedimiento de verificación de registradores de temperatura y termómetros. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo y procedimiento de verificación de registradores de temperatura y termómetros.Dispositivo de verificación de registradores de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico y estable, compuesto por:- un pozo de medida- un recipiente isotérmico con un medio isotérmico- un termo aislante.El recipiente isotérmico consta de un recipiente, así como de un medio isotérmico cuya temperatura de fusión-solidificación es próxima (+-5ºC) al valor de la temperatura en la que se quiera realizar la verificación del registrador.El medio isotérmico es preferentemente una mezcla de agua y una sal que se selecciona en composición según presente un punto eutéctico entre -1,1ºC y -28ºC.
Description
Dispositivo y procedimiento de verificación de
registradores de temperatura y termómetros.
La invención que se describe está relacionada
con dispositivos móviles aptos para regular, calibrar y verificar
registradores de temperaturas y termómetros que se utilizan en el
transporte o almacenamiento de productos a bajas temperaturas
(normalmente entre 0ºC y -28ºC). Es de importancia en la industria
frigorífica.
En la actualidad, los medios conocidos en el
estado de la técnica que se utilizan para generar la temperatura
estable y homogénea, son baños termostáticos con alimentación
eléctrica que producen el frío por diversos medios, como pueden ser
un ciclo de compresión mecánica simple o un dispositivo de efecto
Peltier. Los equipos disponen de un sistema de control electrónico
que permiten mantener la temperatura del medio isotérmico con
estabilidad y uniformidad.
En el estado del arte actual para la realización
de la verificación periódica de registradores de temperatura, se
utilizan equipos termostáticos de calibración a temperatura
controlada que pueden ser baños termostáticos o hornos secos. El
equipo termostático consta de un grupo frigorífico, de una
resistencia eléctrica calefactora, y de un medio isotérmico a
temperatura controlada, en el cual se crea un volumen en donde se
mantiene una temperatura estable y uniforme. En el medio isotérmico
se insertan el termómetro o patrón, así como las sondas del
registrador o termómetro a calibrar. Como principal inconveniente de
esta disposición debe señalarse que el equipo necesita alimentación
eléctrica para mantener las condiciones de estabilidad y uniformidad
durante la calibración ya que en el caso de calibraciones "in
situ" no siempre se disponible de alimentación eléctrica.
Es habitual tener que calibrar o verificar
periódicamente termómetros y equipos de registro de temperatura
asociados con instalaciones frigoríficas fijas o en vehículos aptos
para el transporte a bajas temperaturas, entendiendo como tal el
rango que está por debajo de los 0ºC; y que reglamentariamente tiene
un límite inferior de -28ºC, aunque éste puede variar. La dificultad
se presenta a la hora de disponer de un dispositivo que conste de un
termómetro patrón en un medio isotérmico, estable y homogéneo para
hacer dichas calibraciones "in situ".
En el estado de la técnica se conocen ciertos
dispositivos que permiten hacer calibraciones termométricas, como
los descritos en los documentos WO 2006/004559 A1 y US 2007/0206653
A1; sin embargo, la invención que aquí se describe presenta
numerables ventajas frente al citado estado de la técnica en
particular y al conocido en general.
La verificación de la medida de temperatura por
un registrador o termómetro permite asegurar que los valores
indicados por los instrumentos de medida y los valores conocidos de
temperatura medidos con un patrón de trabajo son inferiores a los
errores máximos permitidos, definidos en una norma, en una
reglamentación o en una prescripción particular del gestor de los
instrumentos de medida.
La verificación de registradores de temperatura
y termómetros se realiza mediante la comparación del valor de la
temperatura medida mediante un termómetro patrón en un medio
isotérmico, estable y uniforme, con el valor de la temperatura
indicada por un registrador o termómetro que se desea verificar o
calibrar.
La verificación de los registradores de
temperatura y termómetros que se utilizan en el transporte y
almacenamiento de productos ultracongelados congelados y helados
destinados al consumo humano de acuerdo con la legislación vigente
en Europa se deben realizar de acuerdo con la Norma EN 13486:
"Registradores de Temperatura y termómetros para el transporte,
almacenamiento y distribución de alimentos Refrigerados, congelados
ultracongelados y helados. Verificación Periódica".
La invención que se describe se refiere a un
dispositivo y un procedimiento de verificación de registradores de
temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico y
estable. El dispositivo de verificación está compuesto por:
- un recipiente isotérmico con un medio
isotérmico
- un pozo de medida,
- un termo aislante.
Utilizándose además un equipo frigorífico
auxiliar en la fase de preparación del dispositivo, aunque este
equipo auxiliar no forma parte del dispositivo en sí. El equipo
frigorífico auxiliar sirve para producir la congelación del medio
isotérmico. Una vez conseguida ésta, el dispositivo es autónomo,
pasivo, por no necesitar fuente exterior de energía, y
transportable.
El recipiente isotérmico consta de un recipiente
contenedor, formado por un tubo o botella con un tapón en la parte
superior con un orificio en donde se introduce el pozo de medida de
temperatura. El medio isotérmico ocupa el volumen comprendido entre
la superficie interior del recipiente isotérmico y la superficie
exterior del pozo de medida. El medio isotérmico debe tener una
temperatura de fusión-solidificación próxima al
valor de la temperatura en la que se quiere realizar la verificación
del registrador.
El pozo de medida es un tubo metálico cilíndrico
cerrado por la parte inferior y abierto por la parte superior. El
pozo de medida se introduce por la abertura del recipiente del medio
isotermo. El pozo de medida se rellena con un líquido estabilizador
con un punto de congelación inferior al punto de solidificación del
medio isotérmico y un coeficiente de conductividad térmica elevado
(por ejemplo etanol, etilen-glicol, etc.). En el
interior del pozo de medida se alojarán verticalmente dos sondas, de
temperatura patrón y de temperatura del termómetro a calibrar. La
parte superior del pozo se tapa mediante un tapón (tapón del pozo de
medida) que permite el paso de las sondas, y por lo demás es
hermético.
El termo-aislante es un
dispositivo donde se aloja el recipiente isotermo. El objeto del
termo aislante es disminuir la transmisión de calor desde el aire
exterior al medio isotérmico y de esta forma reducir la velocidad de
fusión del medio isotermo.
El medio isotérmico es una mezcla eutéctica de
agua con sal que tenga un eutéctico con un punto de fusión en un
valor de 0ºC a -28ºC. Durante los procesos de fusión del medio
isotérmico la temperatura permanece constante.
Por tanto, el objeto del medio isotérmico es
mantener la temperatura estable gracias a que, durante el proceso de
fusión de una mezcla eutéctica o próxima a la eutéctica, la
temperatura permanece constante. La transmisión de calor desde el
medio isotérmico a través del pozo de medida hasta el líquido
estabilizador hace que la temperatura de las sondas patrones
permanezcan estables y uniformes mientras dure el proceso de fusión
del medio isotérmico.
En función de la temperatura en la que se quiera
realizar la calibración existen distintas composiciones.
En una composición dada, el medio isotérmico es
una mezcla eutéctica de agua con sal ClNa, alrededor del 23,3% de
sal en masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de
alrededor de -21,1ºC.
En otra composición, el medio isotermo es una
mezcla eutéctica de agua con sal BrNa, alrededor del 40,3% de sal en
masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de alrededor de
-28ºC.
En otra composición, el medio isotermo es una
mezcla eutéctica de agua con sal SO_{4}Na_{2}, alrededor del
3,84% de sal en masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de
alrededor de -1,1ºC.
En otra composición, el medio isotermo es una
mezcla eutéctica de agua con sal ClK, alrededor del 19,7% de sal en
masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de alrededor de
-10,7ºC.
En otra composición, el medio isotermo es una
mezcla eutéctica de agua con sal ClNH_{4}, alrededor del 19,7% de
sal en masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de
alrededor de -15,4ºC.
El procedimiento de verificación de
registradores de temperatura y termómetros por comparación en un
medio isotérmico consta de las siguientes etapas:
a) preparación de una mezcla eutéctica del medio
isotermo. En el de una mezcla de agua y sal (Na Cl) con una
proporción de sal en masa del 23,3%, con un punto eutéctico de
-21,1ºC;
b) el medio isotérmico se introduce en
recipiente isotérmico;
c) el pozo de medida se introduce verticalmente
en el recipiente isotérmico, de forma que el medio isotérmico ocupe
el volumen comprendido entre el recipiente isotérmico y el pozo de
medida;
d) se procede a la solidificación o congelación
del medio isotérmico, introduciendo el recipiente isotérmico en un
equipo frigorífico auxiliar en donde se mantenga una temperatura
inferior al punto de solidificación del medio isotermo;
e) una vez el medio isotérmico se haya
solidificado se extrae el recipiente isotérmico del equipo
frigorífico auxiliar y se introduce en el termo aislante para su
transporte;
f) dentro del pozo de medida se introduce un
líquido estabilizador con una temperatura de fusión inferior a la
temperatura de fusión del medio isotermo que se encuentra en el pozo
de medida;
g) se introducen las sondas de temperatura del
termómetro patrón y del equipo a calibrar en el pozo de medida para
realizar la calibración;
h) las temperaturas leídas por los termómetros
disminuirán lentamente hasta alcanzar la temperatura de fusión de la
mezcla eutéctica;
i) durante el tiempo en el que se produce la
fusión del medio isotérmico, la temperatura del medio isotérmico y
del líquido estabilizador serán estables y se realizará la
calibración de los termómetros o registradores de temperatura por
comparación con las lecturas del termómetro patrón.
El sistema propuesto en esta invención, permite
realizar la verificación de registradores de temperatura y
termómetros in situ por comparación en un medio isotérmico y
estable, es un equipo autónomo, que no necesita de alimentación
eléctrica durante la calibración.
La calibración de termómetros o registradores de
temperatura se realiza comparando, en un medio en el que la
temperatura debe ser homogénea y permanezca estable en el tiempo,
las medidas realizadas por un termómetro patrón con la temperatura
leídas por el equipo que se desea calibrar. La verificación de los
registradores de temperatura se debe realizar a una temperatura
dentro de \pm 5ºC de la temperatura a la que el equipo se utiliza
más frecuentemente (norma EN 13486).
El pozo de medida tiene por objeto crear un
volumen en donde se mantenga la temperatura estable y homogénea, y
en donde se introduzcan las sondas de temperatura a calibrar junto
con las sondas patrones. En el pozo de medida deberá introducirse un
líquido estabilizador de temperatura con un punto de congelación
inferior a la temperatura a la cual se desea realizar la
verificación. Por ejemplo etanol, o disoluciones de
etanol-agua, propanol-agua. El pozo
de medida deberá ser abierto por su parte superior para introducir
las sondas, y será cerrado por la parte inferior de forma que pueda
contener el líquido estabilizador de temperatura. El recipiente
isotérmico, está formado por un recipiente contenedor, que consiste
en un tubo o botella con un tapón en donde existe un orificio
superior o abertura en donde se introduce el pozo de medida de
temperatura, y por un medio isotérmico. En el volumen comprendido
entre la superficie interior del recipiente isotérmico y la
superficie exterior del pozo de medida se introduce el medio
isotérmico, cuya temperatura de fusión solidificación es próxima al
valor de la temperatura en la que se quiera realizar la verificación
del registrador.
El diámetro de la abertura del recipiente
isotérmico debe ser al menos 5 mm superior al diámetro exterior del
pozo de medida y la altura mínima del recipiente será de 100 mm.
El diámetro del pozo será como mínimo de 20 mm.
La altura mínima del pozo de medida será de 10 mm superior a la
altura del recipiente isotérmico.
El termo-aislante tendrá un
hueco en donde se introduce el recipiente del medio isotérmico con
una holgura mínima de 3 mm entre la superficie exterior del
recipiente contenedor y la superficie interior del
termo-aislante. La altura del hueco interior del
termo-aislante deberá ser de al menos 5 mm superior
a la altura del recipiente contenedor.
En el caso de que se requiera verificar un
registrador para la medida de temperaturas de productos ultra
congelados, el medio isotérmico deberá tener un punto de fusión
comprendido entre -13ºC y -23ºC. En este caso se puede utilizar como
medio isotérmico una mezcla eutéctica de agua con sal ClNa
(alrededor del 23% de sal en masa), la temperatura de fusión del
eutéctico es de alrededor de -21,1ºC. Si la proporción de sal es
inferior a esta relación, se da una mezcla agua-sal
no-eutéctica, que se funde a una temperatura
superior (entre -21ºC y 0ºC). Otros eutécticos que se pueden
utilizar para productos congelados y ultracongelados son los
siguientes:
Con objeto de mantener el medio isotérmico en
estado sólido el mayor tiempo posible, el recipiente isotermo se
introduce en un termo aislante de mayor diámetro.
La calibración de registradores de temperatura y
termómetros para productos congelados y ultracongelados, de acuerdo
con la invención descrita, puede realizarse mediante el
procedimiento que se describe seguidamente, satisfaciendo la
mencionada norma EN 13486 en todo momento:
a) preparación de una mezcla de medio isotérmico
que consta de una mezcla de agua y sal con una proporción aproximada
de sal en masa entre el 3% y el 41%, con un punto eutéctico entre
-1,1ºC y -28ºC, seleccionándose la composición de la sal y su
contenido en función de la temperatura que se desea para la
verificación;
b) el medio isotérmico se introduce en el
recipiente isotérmico;
c) el pozo de medida se introduce de forma
vertical en el seno del medio isotérmico que se encuentra dentro del
recipiente isotérmico;
d) se procede al enfriamiento del medio
isotérmico, introduciendo el recipiente isotérmico en un equipo
frigorífico auxiliar hasta que se produce la solidificación del
medio isotérmico;
e) se introduce el recipiente isotérmico en el
termo aislante para su transporte;
f) dentro del pozo de medida se introduce un
líquido estabilizador con una temperatura de solidificación/fusión
inferior a la temperatura de solidificación/fusión del medio
isotérmico;
g) se introducen las sondas de temperatura del
termómetro patrón y del equipo a calibrar en el pozo de medida;
h) se observa el enfriamiento de las sondas
patrones hasta que estas alcancen una temperatura estable;
i) se compara este valor con el de la
temperatura de las sondas del equipo a calibrar, siendo la
diferencia entre ambas el resultado de la prueba.
Tanto el dispositivo como el procedimiento
propuesto son novedosos, pues permiten realizar verificaciones de
temperatura mediante la norma EN 13486 con la utilización de equipos
autónomos sin necesidad de aporte exterior de energía en momentos
que se realiza la verificación de temperaturas tanto en sistemas de
congelados como de ultracongelados. Además, las ventajas que
presentan frente a dispositivos y procedimientos conocidos son:
- flexibilidad frente a equipo no autónomos,
- menor costo,
- mayor estabilidad y uniformidad del medio
isotérmico para realizar calibraciones.
Claims (7)
1. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable, compuesto por:
- -
- un recipiente físico, denominado pozo de medida, que contiene un líquido, denominado estabilizador;
- -
- un segundo recipiente físico, denominado recipiente isotérmico, que contiene un medio isotérmico, siendo el hueco interior de este recipiente mayor que el tamaño exterior del pozo de medida;
- -
- un tercer recipiente, denominado termo aislante, siendo su hueco interior mayor que el tamaño exterior del recipiente isotérmico;
caracterizado por que el recipiente
isotérmico consta de un tubo o botella con un orificio superior o
abertura, por donde se introduce el pozo de medida, así como un
medio isotérmico que ocupa el volumen comprendido entre la
superficie interior del recipiente isotérmico y la superficie
exterior del pozo de medida, siendo este medio isotérmico una mezcla
eutéctica de agua con una sal, cuya temperatura de
solidificación/fusión se selecciona mediante selección de su
composición relativa, efectuándose esa selección de modo que el
punto de solidificación/fusión del medio isotérmico está en el rango
\pm5ºC del valor de la temperatura en la que se quiera realizar la
verificación del registrador.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable según lo descrito en la primera reivindicación,
caracterizado por que el medio isotérmico es una mezcla
eutéctica de agua con sal ClNa, con contenido del 23,3% de sal en
masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de -21,1ºC.
3. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable según lo descrito en la primera reivindicación,
caracterizado por que el medio isotérmico es una mezcla
eutéctica de agua con sal BrNa, con contenido del 40,3% de sal en
masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de -28ºC.
4. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable según lo descrito en la primera reivindicación,
caracterizado por que el medio isotérmico es una mezcla
eutéctica de agua con sal SO_{4}Na_{2}, con contenido del 3,84%
de sal en masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de
-1,1ºC.
5. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable según lo descrito en la primera reivindicación,
caracterizado por que el medio isotérmico es una mezcla
eutéctica de agua con sal ClK, con contenido del 19,7% de sal en
masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de -10,7ºC.
6. Dispositivo de verificación de registradores
de temperatura y termómetros por comparación en un medio isotérmico
y estable según lo descrito en la primera reivindicación,
caracterizado por que el medio isotérmico es una mezcla
eutéctica de agua con sal ClNH_{4}, con contenido del 19,7% de sal
en masa, cuya temperatura de fusión del eutéctico es de -15,4ºC.
7. Procedimiento de verificación de
registradores de temperatura y termómetros por comparación en un
medio isotérmico y estable, caracterizado por las siguientes
etapas:
a) preparación de una mezcla de medio isotérmico
que consta de una mezcla de agua y una sal con una proporción de
dicha sal en masa entre el 3% y el 41%, con un punto eutéctico entre
-1,1ºC y -28ºC, seleccionándose la composición de la sal y su
contenido en función de la temperatura que se desea para la
verificación;
b) el medio isotérmico se introduce en el
recipiente isotérmico;
c) el pozo de medida se introduce de forma
vertical en el seno del medio isotérmico que se encuentra dentro del
recipiente isotérmico;
d) se procede al enfriamiento del medio
isotérmico, introduciendo el recipiente isotérmico en un equipo
frigorífico auxiliar hasta que se produce la solidificación del
medio isotérmico;
e) una vez el medio isotérmico se haya
solidificado se extrae el recipiente isotérmico del equipo
frigorífico auxiliar y se introduce en el termo aislante para su
transporte;
f) dentro del pozo de medida se introduce un
líquido estabilizador con una temperatura de solidificación/fusión
inferior a la temperatura de solidificación/fusión del medio
isotérmico;
g) se introducen las sondas de temperatura del
termómetro patrón y del equipo a calibrar en el pozo de medida;
h) se observa el enfriamiento de las sondas
patrones hasta que estas alcancen una temperatura estable;
i) se compara este valor con el de la
temperatura de las sondas del equipo a calibrar, siendo la
diferencia entre ambas el resultado de la prueba.
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| ES201100342A ES2364061B2 (es) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Dispositivo y procedimiento de verificación de registradores de temperatura y termómetros. |
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|---|---|
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