GasMix™ · Guía del instrumento
Elegir el rango de MFC adecuado para su instrumento
El fondo de escala de cada controlador de flujo determina el intervalo de concentraciones que realmente puede generar y con qué exactitud. Así se dimensiona correctamente desde el principio.
01De qué estamos hablando
Un instrumento GasMix™ genera una concentración de gas dosificando en tiempo real el flujo de cada canal mediante un controlador de flujo másico (MFC). El fondo de escala, es decir, el flujo máximo que el MFC puede medir y regular, equivale en la práctica al «tamaño» de ese controlador. Es lo que llamamos su rango.
Un MFC de 100 mL/min y otro de 500 mL/min no ofrecen lo mismo: cubren intervalos de flujo distintos. Elegir el rango significa elegir la ventana de flujo en la que trabajará cada canal y, por tanto, la ventana de concentraciones que su instrumento puede generar con exactitud.
La idea claveUn rango no se elige «lo más grande posible, para tener margen». Se elige para que sus puntos de trabajo queden en la zona donde el MFC es más exacto: entre el 10 % y el 100 % del fondo de escala.
02La regla de oro: trabajar entre el 10 y el 100 % del fondo de escala
En los instrumentos GasMix™, la máxima exactitud se obtiene entre el 10 % y el 100 % del fondo de escala, con una repetibilidad mejor que el 0,1 % y una exactitud de ± 1 % del valor de consigna en esa franja. Esta es la ventana de trabajo para la que hay que dimensionar. Un MFC puede seguir funcionando hasta el 2 % del fondo de escala, pero con una incertidumbre mayor. En cualquier caso, nuestro software AlySoft calcula la incertidumbre en cualquier punto del rango del MFC.
Zona de trabajo de un MFC rango = 100 mL/min · ejemplo
La misma regla en toda la gamaTodos los instrumentos GasMix™ funcionan del 2 % al 100 % del fondo de escala, con la máxima exactitud a partir del 10 %. Sitúe sus puntos de trabajo en la parte alta de la escala en todos los modelos.
03El método, paso a paso
El software GasMix™ calcula automáticamente el flujo de cada canal a partir de la concentración de su botella madre y del rango del controlador. Nuestro trabajo, al hacer el pedido o antes de una nueva aplicación, es asegurarnos de que esos flujos calculados quedan dentro del rango de funcionamiento del MFC.
1. Anote sus puntos de trabajo extremos
Identifique la concentración más baja y más alta que desea generar, junto con la concentración de su gas fuente (botella madre). Estos dos extremos son los que condicionan la elección.
2. Conviértalos en flujos
En una dilución, el flujo de gas fuente es: Q_source = (C_target / C_parent) × Q_total. El punto más diluido requiere el flujo más pequeño; el punto más concentrado, el más grande.
3. Dimensione un controlador por canal
Una dilución utiliza dos controladores de flujo: uno para el gas fuente y otro para el diluyente. La relación de dilución se obtiene de la relación entre los dos flujos. Para cada canal, elija el rango cuyo fondo de escala abarque el flujo más alto de ese canal, de modo que sus puntos queden en la parte alta de la escala. Una pareja bien elegida alcanza incluso diluciones elevadas: un rango de gas fuente pequeño trabajando cerca de su extremo inferior junto con un rango de diluyente grande cerca del fondo de escala. La calculadora siguiente dimensiona ambos por usted.
04Calculadora de rangos
Una dilución utiliza dos controladores de flujo másico: uno para el gas fuente y otro para el diluyente. La relación de dilución la fija la relación entre sus dos flujos. Introduzca su aplicación y la herramienta dimensiona ambos. Resultados orientativos, que AlyTech debe confirmar para su gas y su modelo de instrumento.
Dimensione sus dos canales
Gas fuente diluido en un gas portador: el canal de gas fuente y el canal de diluyente. Puede elegir la unidad de flujo, siempre que sea coherente (p. ej., mL/min).
05Un ejemplo práctico
Dispone de una botella de NO a 1000 ppm y quiere generar una serie de calibración de 10 a 200 ppm, con un flujo total fijo de 1000 mL/min. Una dilución utiliza dos canales, el gas fuente y el diluyente, y por tanto dos controladores de flujo.
Conversión en flujos por canal
Cada canal recibe un controlador, dimensionado para su propio flujo más alto:
| Canal | Flujo | Controlador | Punto más alto |
|---|---|---|---|
| Gas fuente | 10 – 200 mL/min | 200 mL/min FE | 100 % FE |
| Diluyente | ≈ 800–990 mL/min | 1000 mL/min FE | 99 % FE |
Dos controladores, un rango de gas fuente de 200 mL/min y un rango de diluyente de 1000 mL/min, cubren toda la serie. El punto más diluido (10 ppm → 10 mL/min) se sitúa al 5 % del rango de gas fuente, dentro del rango de funcionamiento; aumentar el flujo total lo llevaría a la zona óptima si fuera necesario. Para una dilución mucho mayor, el controlador de gas fuente es simplemente un rango más pequeño que trabaja cerca de su extremo inferior, mientras el diluyente trabaja cerca del fondo de escala. Siguen siendo dos controladores.
06Dos errores frecuentes
Sobredimensionar «para tener margen»
Es el error más frecuente. Un único rango muy grande desplaza sus puntos bajos al fondo de la escala, fuera de la zona óptima del 10–100 %. El margen aparente le cuesta exactitud en sus puntos más diluidos, que un segundo rango más pequeño habría mantenido en la zona óptima.
Subdimensionar y saturar
Un rango demasiado pequeño se satura por encima del 100 % FE en sus puntos altos: el instrumento no puede suministrar físicamente el flujo solicitado y sus concentraciones más altas resultan inalcanzables.
Un buen dimensionamiento se sitúa entre ambos y mantiene cada punto en la parte alta de su escala. Cuando una aplicación abarca varias décadas, la solución no es forzar un único MFC, sino configurar varios rangos o recurrir a una dilución en varias etapas (cascada).
07Su lista de comprobación antes de fijar el rango
- He anotado mi concentración objetivo más baja y más alta, así como la concentración de la botella madre.
- He convertido esos extremos en flujos en cada canal.
- Mi flujo más alto se mantiene ≤ 100 % FE del rango elegido.
- Mi flujo más bajo se mantiene ≥ 2 % FE.
Si sigue estos puntos, cada concentración que solicite quedará en la zona donde el instrumento ofrece su mejor exactitud, mientras el software calcula e informa la incertidumbre final de cada punto para una trazabilidad completa.
Referencias: rango de funcionamiento 2–100 % FE en todos los instrumentos, máxima exactitud a partir del 10 %; repetibilidad < 0,1 %; conforme a ISO 6145-7.
Caso por caso: los rangos de flujo disponibles dependen del gas, del modelo de instrumento y de la configuración. Para cualquier aplicación concreta, haga validar la configuración por AlyTech: gasmix@alytech.fr.