MEDIDORES DE TEMPERATURA

IntroducciónLa medida de temperatura es una de las más comunes y de las más importantes que se efectúan en los procesos industriales. Casi todos los fenómenos físicos están afectados por ella. La temperatura se utiliza, frecuentemente, para inferir el valor de otras variables de proceso.

Termómetro de líquidoSe basan en el principio de que los fluidos reaccionan a los cambios de temperatura expandiéndose o contrayéndose. Consta de un deposito de vidrio que contiene un líquido (comúnmente mercurio). Cuando el líquido se calienta empieza a subir por el tubo de vidrio. La indicación de la temperatura está señalada en una escala graduada en el tubo. Cabe mencionar que en el caso del mercurio (líquido utilizado comúnmente para este dispositivo) forma un menisco convexo por lo cual la medida se toma desde la parte más alta de la curva.

Termómetro de bulbo y capilarConsisten esencialmente en un bulbo conectado por un capilar a un espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expande y la espiral tiende a desenrollarse, moviendo una aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo. Pueden ser de líquido, gas, vapor o mercurio. Se puede utilizar para mediciones a distancia (aproximadamente 75 m del punto de medición).

Termómetro bimetálicoSe fundamenta en el distinto coeficiente de dilatación de dos metales diferentes. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas, formando espirales o hélices. El elemento bimetálico consta de una parte fija y una parte móvil la cual se conecta a un vástago que hace mover un puntero en la escala de una caratula. Cuando el elemento bimetálico se calienta este se expande haciendo mover el vástago que está conectado en la parte móvil del elemento.

TermoparSe basa en el efecto termoeléctrico descubierto por Seebeeck el cual menciona que un voltaje se crea en presencia de una diferencia de temperaturas entre dos metales ocasionando una corriente continua en los conductores si estos forman un circuito. Este elemento se forma mediante dos metales diferentes que están tensados o retorcidos para formar una unión o junta (unión caliente o de medición). Los extremos libres (unión fría o de referencia) se pueden conectar a un dispositivo medidor o a un transductor. Cuando la unión de medición se calienta, se produce una diferencia de potencial entre la unión de medición y la unión de referencia, permitiendo así el paso de una corriente continua.

El voltaje producido por las uniones es proporcional a la temperatura medida. Esto depende mucho del tipo de metales que se utilizan. Los termopares más comunes son:- Tipo E, de Níquel-Cromo (cromel)/Cobre-Níquel (constantan).- Tipo T, de Cobre/Cobre-Níquel (constantan).- Tipo J, de Hierro/Cobre-Níquel (constantan).- Tipo K, de Níquel-Cromo (cromel)/Níquel-Aluminio (alumel).- Tipo R, de Platino-13% Rodio/Platino.- Tipo S, de Platino-10% Rodio/Platino.- Tipo B, de Platino-30% Rodio/Platino-6% de Rodio.

RTDLa resistencia detectora de temperatura consiste, usualmente en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor bobinado entre capas de materiales aislantes y protegido con un revestimiento de vidrio o cerámica. Cuando el elemento se calienta, este aumenta su resistencia eléctrica y viceversa.

A diferencia de el termopar, este elemento no puede producir una corriente eléctrica, pero se puede conectar a un arreglo llamado puente de Wheatstone el cual nos sirve como transductor del dispositivo.

Algunos de los elementos más utilizados para la elaboración de las RTD’s se muestran en la tabla siguiente:

TermistorSon semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo de valor elevado, por lo que presentan variaciones rápidas, y extremadamente grandes, para los cambios, relativamente pequeños, en la temperatura. Pueden ser fabricados con óxidos de níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros metales, y están encapsulados en sondas y en discos.

Pirómetro InfrarrojoEstos instrumentos captan la radiación espectral del infrarrojo, invisible al ojo humano. La lente filtra la radiación infrarroja emitida por el área del objeto examinado y la concentra en un sensor de temperatura fotoresistivo que la convierte en una señal de corriente y, a través de un algoritmo interno del instrumento y de la emotividad del cuerpo enfocado, la pasa a un valor de temperatura. Las temperaturas medidas abarcan desde valores inferiores a 0 ºC hasta 4000 ºC.