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5/12/2018 TERMOCUPLAS - slidepdf.com

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TERMOCUPLASLas termocuplas son el sensor de temperaturamás común utilizado industrialmente. Unatermocupla se hace con dos alambres dedistinto material unidos en un extremo

(soldados generalmente). Al aplicartemperatura en la unión de los metales segenera un voltaje muy pequeño (efectoSeebeck) del orden de la mili volts el cualaumenta con la temperatura.Normalmente las termocuplas industriales seconsiguen encapsuladas dentro de un tubo de

acero inoxidable u otro material (vaina), en un extremo está la unión y en el otroel terminal eléctrico de los cables, protegido adentro de una caja redonda dealuminio (cabezal)

TIPO J (Fe-CuNi)Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plástico, goma(extrusión e inyección) y fundición de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).

La termocupla tipo J, conocida como latermocupla hierro-constantán, es la segundamás utilizada en los EE.UU. El hierro es elconductor positivo, mientras que para elconductor negativo se recurre a una aleaciónde 55% de cobre y 45% de níquel (constantán).Las termocuplas tipo J resultan satisfactorias

para uso continuo en atmosferas oxidantes,reductoras e inertes y en vacío hasta 760o C.Por encima de 540o C, el alambre de hierro seoxida rápidamente, requiriéndose entoncesalambre de mayor diámetro para extender su

vida en servicio. La ventaja fundamental de la termocupla Tipo J es su bajo costoLas siguientes limitaciones se aplican al uso de las termocuplas Tipo J:

No se deben usar en atmosferas sulfurosas por encima de 540o. A causa de la oxidación y fragilidad potencial, no se las recomienda para

temperaturas inferiores a 00C. No deben someterse a ciclos por encima de 7600C, aun durante cortos

periodos de tiempo, si en algún momento posterior llegaran a necesitarselecturas exactas por debajo de esa temperatura.

Termocupla Tipo J: Fierro / Constante; Rango 0 a 600ºC

El constantán utilizado para termocuplas Tipo J no es intercambiable con elconstantán de las termocuplas Tipo T y Tipo E, ya que el constantán es el nombregenérico de aleaciones cobre-níquel con un contenido de cobre entre 45% y 60%.Los fabricantes de las termocuplas Tipo J regulan la composición del conductorde cobre-níquel de manera que la fem de la salida de la termocupla siga la curvade calibración publicada. Los elementos fabricados por las distintas empresas,con frecuencia no son intercambiables para el mismo tipo de termocupla.

TIPO K(NiCr-Ni)



La termocupla K se usa típicamente en fundición y hornos a temperaturasmenores de 1300 °C, por ejemplo fundición decobre y hornos de tratamientos térmicos.La termocupla Tipo K se la conoce también comola termocupla Chromel-Alumel (marcas

registradas de Hoskins, Manufacturing Co.,EE.UU.). El Chormel es una aleación deaproximadamente 90% de níquel y 10% de cromo,el Alumel es una aleación de 95% níquel, másaluminio, silicio y manganeso, razón por lo que lanorma IEC la especifica NiCr-Ni. La Tipo K es latermocupla que más se utiliza en la industria,debido a su capacidad de resistir mayorestemperaturas que la termocupla Tipo J.Las termocuplas Tipo K pueden utilizarse en forma continua en atmosferasoxidantes e inertes hasta 1.260oC y constituyen el tipo más satisfactorio de

termocupla para uso en atmosferas reductoras o sulfurosas o en vacío. Termocupla Tipo K: Níquel / Cromo Níquel; Rango 0 a 1000ºC.

TIPO PT 100

TERMORESISTENCIAS PT-100:

Este tipo de sensor está fundamentado en la proporcionalidad que existe entre la variación de una resistencia eléctrica de platino de alta pureza y la temperatura.

Por su principio de funcionamientoestos elementos ofrecen una excelenteestabilidad y reproducibilidad para

temperaturas que van entre los -50 a 300OC.Otra característica importante de estetipo de sensor es que la medición no esalterada por la distancia entre el puntode senseo y el punto de lectura ocontrol, gracias a su conexión de tresalambres que permiten diferenciar laresistencia del sensor de la resistenciatotal de los mismos alambres. Es un

sensor que por lo general tiene 3 hilos. Se emplea para rangos de hasta 400°C y su

precisión es mucho mayor a la de una termocupla (+-0.3°C vs +-1.5C). Por logeneral su precio es 2 veces el de una termocupla equivalente.

Para finalizar, cabe resaltar que los sensores pueden tener la misma forma física,pero su diferencia radicara en los elementos de construcción internos.

PIROMETROS OPTICOS

Los pirómetros ópticos se emplean para medir temperaturas de objetos sólidosque superan los 700ºC. A esas temperaturas los objetos sólidos irradian suficiente

energía en la zona visible para permitir la medición óptica a partir del llamadofenómeno del color de incandescencia. El color con el que brilla un objeto



caliente varía con la temperatura desde el rojo oscuro al amarillo y llega casi alblanco a unos 1 300º C. Este tipo de pirómetros utilizan un método decomparación como base de operación. Engeneral, una temperatura de referencia esproporcionada en forma de un filamento de

lámpara eléctricamente calentada, y la mediciónde temperatura es obtenida comparando demanera óptica la radiación visual del filamentocontra la de la fuente de calor a medir. Enprincipio, la radiación de una de las fuentes,como la ve el observador, es ajustada hastacoincidir con la radiación de la otra fuente.Existen dos métodos: 1) La corriente a través delfilamento es controlada eléctricamente medianteun ajuste de resistencia, o 2) la radiaciónaceptada por el pirómetro de la fuente

desconocida es ajustada ópticamente mediante algún aparato absorbente comoun filtro polarizante. En ambos casos el ajuste es requerido para la lectura de latemperatura.

La siguiente figura ilustra de forma esquemática la estructura de un pirómetro deintensidad variable.

Fig. 3 Diagrama Esquemático de un pirómetro óptico

En uso, el pirómetro es puesto en dirección de la fuente u objeto a analizar a unadistancia adecuada para que la lente del pirómetro enfoque la fuente en el planodel filamento. La ventanilla de enfoque es ajustada de tal forma que el filamento y la fuente aparezcan uno puesto sobre otro. En general, el filamento aparecerámás caliente que la fuente o más frío que ella como se muestra en la figura 4. Ajustando la corriente en la batería, el filamento debe de hacerse desparecercomo se ejemplifica en la figura 4c. La corriente medida en el indicador



conectado a la lámpara y a la batería es usado para asignar la temperatura de lafuente.

Un filtro rojo es generalmente usado para obtener aproximadamentecondiciones monocromáticas, y el filtro de absorción es utilizado para que el

filamento opere a una intensidad reducida y así prolongar su vida.

Fig. 4. Apariencia del filamento

Este pirómetro es de uso manual, pero existen los pirómetros ópticosautomáticos, los cuales son parecidos a los de radiación infrarrojos y consistenesencialmente en un disco rotatorio que modula desfasadas la radiación delobjeto y la de una lámpara estándar que inciden en un fototubo multiplicador.Éste envía una señal de salida en forma de onda cuadrad de impulsos de

corriente continua que convencionalmente acondicionada modifica la corrientede alimentación de la lámpara estándar hasta que coinciden en brillo la radiacióndel objeto y la lámpara. En este momento, la intensidad de corriente que pasa porla lámpara es función de la temperatura.

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