Medición de temperatura

Par termoeléctrico

Un termopar es un dispositivo eléctrico que se utiliza como sensor para medir la temperatura. Este dispositivo detecta temperaturas bajas y altas mediante variaciones de voltaje y la muestra digitalmente calculando dichas variaciones. Fue descubierto en 1821 por Thomas Seeback y ha cumplido esta función desde entonces. El termopar autoalimentado puede medir temperaturas entre -300 y 4000 °F. Sin embargo, este rango varía según el tipo de termopar. El termopar digital avanzado se presenta en diferentes estilos, desde cables simples hasta termopares con sondas y termopares de alambre con cuentas. Los termopares se diferencian de otros dispositivos de detección de temperatura en su composición y aplicaciones. Se utilizan principalmente para mediciones de alta temperatura en la industria, mientras que otros sensores, como los termómetros, rara vez se utilizan comercialmente.

Principio del termopar

Este dispositivo de temperatura funciona mediante el fenómeno de Seeback, llamado así por el físico alemán que lo descubrió. Según este fenómeno, cuando dos metales diferentes se conectan por un extremo, se crea un voltaje en los cables metálicos. Este voltaje se ve afectado en gran medida por la temperatura externa. Por lo tanto, el sensor detecta la temperatura en forma de variación de voltaje y luego la calcula en la escala Celsius. Este es el fundamento general de un termopar.

Tipos de termopares

En función de su constitución, un termopar se divide en dos tipos principales.

1- Termopar de metal base

Son los termopares más utilizados. Los cables metálicos de estos termopares están formados por metales base y el conector utilizado consiste en una aleación de níquel. Como hay varios metales base conocidos, un termopar se subdivide según el tipo de cable de metal base. Los termopares de tipo J, tipo K, T, E y N son subclases del termopar de metal base. Estos subtipos también difieren entre sí en el rango de temperatura que pueden medir. El termopar tipo K está compuesto de metales de níquel y cromo y puede medir temperaturas de hasta 2300 °F. De manera similar, el tipo J es una combinación de hierro-constantán que puede medir temperaturas de hasta 1400 °F. De manera similar, todos los demás subtipos difieren en los campos mencionados.

2- Termopar de metal Nobel

Su uso es menos común debido al alto costo de los metales nobles. Sin embargo, estos termopares ofrecen mayor precisión y una mayor vida útil. Sus metales constituyentes pertenecen al grupo de los elementos nobles. También se dividen en subtipos según el tipo de metal noble. Las subclases incluyen el tipo B, el tipo R y el tipo S. Son mezclas de platino y rodio que difieren según el porcentaje de estos metales. Los termopares de tipo R y S pueden medir temperaturas de hasta 2700 °F, mientras que los de tipo B pueden medir hasta 3100 °F.

Aplicaciones del termopar

El termopar tiene una amplia gama de aplicaciones comerciales e industriales gracias a su alta precisión y amplio rango de temperaturas de funcionamiento. Se utiliza comúnmente en los siguientes campos:

• 1- Se utilizan como termostato para uso doméstico y de oficina.
• 2- Se utiliza en las industrias del gas para medir la temperatura del gas.
• 3- Se utilizan en algunas industrias como bombas de calor.
• 4- Las industrias alimentarias lo utilizan para aplicaciones de baja temperatura.
• 5- La industria del cemento, las plantas químicas y otras industrias petroleras y petroquímicas utilizan termopares para mantener la temperatura bajo control.

Detector de temperatura de resistencia (RTD)

Un RTD es un dispositivo sensor que mide la temperatura basándose en la resistencia de los cables eléctricos. Para su fabricación se utilizan tres metales diferentes: cobre, níquel y platino. Su construcción consiste en un cable enrollado alrededor de un marco que permite la conductividad térmica. Una funda de acero inoxidable se aplica externamente para proporcionar aislamiento.

Principio de funcionamiento del RTD

Un RTD funciona según el principio de que la resistencia de un material cambia con su temperatura. En resumen, la resistencia y la temperatura de algunos metales están relacionadas directa o indirectamente. Cuando se aplica una corriente constante, se produce un cambio de voltaje que puede medirse como una caída de voltaje en la resistencia. De igual manera, se puede medir la resistencia de un RTD, lo que permite obtener el valor de la temperatura.

Tipos

Según la forma, los RTD se clasifican en los siguientes tres tipos básicos.

1- RTD de película delgada

Consiste en una fina película de platino recubierta o chapada sobre una placa de cerámica. Se utiliza para medir temperaturas de hasta 300 °C.

RTD de 2 hilos bobinados

Este conjunto consiste en un cable enrollado alrededor de un núcleo aislante. Ofrece mayor precisión y puede medir temperaturas de hasta 660 °C.

3- RTD en espiral

Este dispositivo contiene un cable con múltiples bobinados y soporte mecánico. Son dispositivos de alta potencia para una temperatura de 850 °C.

Detector de temperatura de resistencia (RTD) Aplicación

Los RTD poseen una gran precisión en las mediciones de temperatura, por lo que se utilizan comúnmente para la detección de la temperatura de motores, aceite y aire. Se emplean en los sectores médico, farmacéutico, de procesamiento de alimentos, militar, electrónico y aeronáutico.

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