Todo Sobre El Punto Trimple

Implementación de un punto triple para la calibración de termómetros industriales de precisión en el rango de temperaturas entre 0 ° C y 60 ° C
Giorgio P.; Layño P.; Tischler M.
Departamento de Patrones Nacionales de Medida (DPNM)

RESUMEN Las termorresistencias de tipo industrial (TRI) se calibran en el DPNM por comparación con termorresistencias patrones con incertidumbres de 0.02 ° C, enel mejor de los casos. Con el propósito de disminuir esta incertidumbre se puso en funcionamiento una celda de succino nitrilo (SN), apta para calibrar termómetros de diámetro inferior a 5 mm y que, en el intervalo comprendido entre 0 °C y 60 °C, permite lograr incertidumbres típicas menores que 0,01 °C. INTRODUCCION La medición de temperaturas con termómetros de resistencia de platino de tipoindustrial (TRI) en el intervalo de temperaturas comprendidas entre 0 ° C y 121 °C con incertidumbres del orden de 0,01 °C es un requerimiento cada vez más frecuente, que proviene de áreas muy diversas, como la metrología, la alimentación, la medicina. En muchas aplicaciones metrológicas es suficiente llegar hasta 60 °C, mientras que la temperatura de 121 °C es usual en aplicaciones medicinales y dealimentación, por ejemplo esterilizaciones. Las TRI típicas, PT100, se calibran, siguiendo normas aceptadas internacionalmente, tal como la IEC 751, que propone, para el intervalo mencionado, un polinomio de segundo grado: R(T) = R0 (1 + α . T + β . Τ2) (1) Para calcular los coeficientes α y β es necesario contar, por lo menos, con dos puntos de calibración. Nuestro laboratorio cuenta con lospuntos: de fusión de galio (29,7646 °C) y de solidificación de indio (156,5985 °C). Esta última temperatura está muy por encima

del intervalo de temperaturas que se usan típicamente en metrología y es un hecho muy conocido que la exposición de una PT100 a una temperatura superior a la de su uso normal, puede ser motivo de aparición de inestabilidades. Por lo tanto el punto triple de SN, es unaalternativa conveniente, que junto con el punto de fusión de galio, brinda la posibilidad de calibrar TRIs, con mayor exactitud que la calibración por comparación y a su vez evita exponer la TR a temperaturas mas elevadas que las de su uso normal. La celda de SN del DPNM contiene aproximadamente 60 g de una sustancia orgánica denominada succino nitrilo cuya fórmula es: NC(CH2)2CN. En su certificado decalibración, del año 1985, figura el valor (58.0636 ± 0.0015) °C correspondiente a la temperatura de su punto triple. Una de las cuestiones que se nos planteó al comenzar a trabajar con la celda fue la de averiguar si la sustancia se habría alterado luego de 17 años de su fabricación, teniendo esto como consecuencia una variación de las propiedades de la misma, en particular de la temperatura desu punto triple. Para averiguarlo contamos con una PT100 calibrada en el intervalo de temperaturas comprendidas entre el punto triple del agua y la temperatura de fusión del estaño y cuyo diámetro de 4,5 mm nos permitió introducirla en el pozo termométrico de la celda. Esta TR fue utilizada como referencia. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA Se desarrolló y se puso en funcionamiento un controladorproporcional que permitió regular convenientemente la temperatura de un baño de agua en el cual se sumergió la

4º Jornadas de Desarrollo e Innovación, Noviembre 2002

1

celda de SN. El baño cuenta con un sistema de agitación, para conseguir una temperatura homogénea, que a su vez provoca vaivenes de los objetos colocados en su interior. Para inmovilizar la celda, se la colocó dentro de un tubode vidrio sujeto a la tapa del baño. Dicho tubo se llenó con agua para mejorar la conducción térmica entre la celda y el baño. Este arreglo permitió visualizar el desarrollo de las transiciones de fase. Se realizó el punto triple durante el proceso de solidificación. Para ello, partiendo de una situación inicial con todo el SN fundido, se fijó el punto de consigna del baño entre 0,1 °C y 0,05...