MEDIDORES DE TEMPERATURA M. ALEJANDRO ALEJANDRO CASAS GUILLEN JHONATAN FDO. VIANA QUIQUE
TEMPERATURA
Variable importante en la mayoría de los procesos industriales.
Su medición y control son vitales.
La
TEMPERATURA es en sí, un índice del
estado de energía cinética de un material.
La medición se basa en efectos de calor aplicable a los sólidos, líquidos o gases.
TERMOCUPLA
Sensor de temperatura más común utilizado industrialmente.
Se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo.
La magnitud de esta corriente depende de la clase de metales usados y de las temperaturas de las juntas.
Consiste en dos metales no similares que genera una corriente en el circuito cuando sus juntas se mantienen en diferentes.
Los alambres para fabricar una Termocupla se escogen de acuerdo a lo siguiente:
Resistencia a la corrosión, redacción y cristalización.
oxidación,
Desarrollo de una F.E.M. relativamente alta, la más grande generada por su termopar comercial es cerca de 50 milivoltios.
Una relación entre temperatura y F.E.M. de tal manera que el aumento de ésta sea aproximadamente uniforme al aumento de la temperatura.
Costo.
COMO FUNCIONA?
Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño ( efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.
Por ejemplo, una termocupla “tipo K” está hecha con un alambre de hierro y otro de constatan (aleación de cobre y Nickel). Al colocar la unión de estos metales a 300 ºC, debe aparecer en los extremos 12.2 Milivolts.
TERMOCUPLA “TIPO K”
TERMOCUPLAS MAS COMUNES Rango (°C)
TC
Cable + Aleación
Cable Aleación
Mínimo
Máximo
Volt. max. (°C)
J
Hierro
Cobre/Níquel
-180
750
42.2
K
Níquel/Cromo
Níquel/aluminio
-180
1372
54.8
T
Cobre
Cobre/Níquel
-250
400
20.8
R
87% Platino
100% Platino
0,1767
21.09
100% Platino
0,1767
18.68
0,182
13.814
13% Rhodio S
90% Platino 10% Roído
B
70% Platino
94% Platino
30% Platino
6% Rhodio
USO TIPICO EN LA INDUSTRIA TERMOCUPLA
J
USO Industria del plástico. Goma (extrusión e inyección). Fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).
K
Fundición y hornos a temperaturas menores de 1300°C. Fundición de Cobre y hornos de tratamientos térmicos.
T
Industria de alimentos hace algún tiempo y desplazadas por los Pt100
R,S,B
Industria Siderurgia (fundición de Acero)
DETECTORES DE TEMPERATURA RESISTIVO (R.T.D)
Los detectores de temperatura basados en la variación de una resistencia eléctrica se suelen designar con sus siglas inglesas RTD (Res (Resist istance ance Temp Temperat erature ure Det Detect ector). or). Dado que el material empleado con mayor frecuencia para esta finalidad es el platino, se habla a veces de PRT (Platinum Resistance Thermometer).
SÍMBOLO El símbolo general para estos dispositivos es el de la figura; la línea recta en diagonal sobre el resistor indica que varía de forma intrínseca lineal, y la anotación junto a dicha línea denota que la variación es debida a la temperatura y tiene coeficiente positivo.
Un termómetro de resistencia es un instrumento utilizado para medir las temperaturas aprovechando la dependencia de la resistencia eléctrica de metales, aleaciones y semiconductores con la temperatura; tal es así que se puede utilizar esta propiedad para establecer el carácter del material como conductor, aislante o semiconductor.
CONDUCTORES Y AISLANTES
Se dice que un cuerpo es conductor eléctrico cuando puesto en contacto con un cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Aislante: Se denomina aislante eléctrico al material con escasa conductividad eléctrica.
Semiconductores Un semiconductor es una sustancia que se comporta como conductor o como aislante dependiendo del campo eléctrico en el que se encuentre. Los elementos químicos semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla siguiente.
Electrones en la última capa
Elemento
Grupo
Cadmio (Cd)
II A
2 e-
Al,, Ga Al Ga,, B, In
III A
3 e-
Si,, Ge Si
IV A
4 e-
P, As As,, Sb
VA
5 e-
Se,, Te Se Te,, (S (S)
VI A
6 e-
CARACTERÍSTICAS DETECTORES
(R.T.D)
Los sensores de temperatura son más ESTABLES Y PRECISOS.
Rango de medida menor que el del termopar, abarcando de – 200 ºC a 800 ºC.
Mide temperaturas absolutas.
Se emplean en aplicaciones que requieren alta precisión y repetibilidad, como control de calidad de alimentos y aplicaciones farmacéuticas.
Materiales usados normalmente en las sondas.
NÍQUEL
(Ni)
COBRE
(Cu)
PLATINO
(Pt)
TUNGSTENO
(W)
CARACTERÍSTICAS DE UN METAL PARA APLICACIONES
Elevada resistividad, economizar material.
con
Cambio en la resistividad con la temperatura adecuado a la resolución deseada, y lineal para simplificar el mecanismo de conversión.
Propiedades mecánicas dispositivo fiable.
que
el
fin
hacen
de
el
LIMITACIONES
No se podrán medir temperaturas próximas ni superiores a la de fusión del conductor.
Para poder medir una temperatura determinada es necesario que el sensor esté precisamente a dicha temperatura
¡ GRACIAS !
