MEDIDORES DE TEMPERATURA

M. 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, oxidación, redacción y cristalización.

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

TCCable +

Aleación Cable -

Aleación

Rango (°C)Volt. max.

(°C)Mínimo Máximo

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

R87% Platino

100% Platino 0,1767 21.09

13% Rhodio

S90% Platino

100% Platino 0,1767 18.6810% Roído

B70% Platino 94% Platino

0,182 13.81430% Platino 6% Rhodio

USO TIPICO EN LA INDUSTRIA

TERMOCUPLA USO

J

Industria del plástico.Goma (extrusión e inyección). Fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).

KFundición 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 (Resistance Temperature Detector). Dado que el material empleado con mayor frecuencia para esta finalidad es el platino, se habla a veces de PRT (Platinum Resistance Thermometer).

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.

SÍMBOLO

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.

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.

CONDUCTORES Y AISLANTES

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.

Elemento Grupo Electrones enla última capa

Cadmio (Cd) II A 2 e-

Al, Ga, B, In III A 3 e-

Si, Ge IV A 4 e-

P, As, Sb V A 5 e-

Se, Te, (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)

Elevada resistividad, con el fin de economizar material.

Cambio en la resistividad con la temperatura adecuado a la resolución deseada, y lineal para simplificar el mecanismo de conversión.

Propiedades mecánicas que hacen el dispositivo fiable.

CARACTERÍSTICAS DE UN METAL PARA APLICACIONES

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

LIMITACIONES

¡ GRACIAS !