Ing. Alejandra Escobar

La medición de temperatura en un proceso industrial es de gran importancia ya que cambios en la temperatura pueden alterar las características del producto final o pueden generar que el proceso se torne inseguro tanto para el personal como para los equipos involucrados.

Los principios en los que se basa la medición de temperatura son:

Expansión de sólidos, líquidos o gases◦ Termómetro bimetálico

◦ Termómetro de líquido en vidrio

◦ Termómetro de resorte

Generación de fuerza electromotriz en la unión de metales diferentes◦ Termopares

Variación de la resistencia de un conductor o de un semiconductor◦ Termómetros de resistencia (RTD)

◦ Termistores

Intensidad de energía radiante o luminosa emitida por un cuerpo caliente◦ Pirómetros de radiación

◦ Pirómetros ópticos

Termómetros de ExpansiónTermómetro bimetálicoConsiste en dos tiras de metal de diferentes

coeficientes de dilatación térmica unidos mediante soldadura.

Estas tiras tienen un extremo fijo y uno libre. Cuando se aplica un cambio de temperatura el extremo libre se deflecta y esta deflexión es proporcional a la temperatura

Termómetros de Expansión

Termómetro bimetálico

Termómetros de Expansión

Termómetro bimetálico Los termómetros bimetálicos se fundan en el

distinto coeficiente de dilatación térmica de dos metales diferentes. Las laminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas, formando espirales o hélices.

Al extremo libre del termómetro se le da forma helicoidal y se le fija una aguja indicadora que girará en relación con el cambio de temperatura.

Los termómetros bimétalicos miden un rangos de temperatura entre -40°F a 800°F.

La exactitud de estos termómetros es de +/-1%

Termómetros de bulbo y capilar

Consisten esencialmente en un bulbo conectado por un capilar a un espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el liquido en el bulbo se expande y la espiral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo.

Termómetros de ExpansiónTermómetro de líquido en

vidrio

Consisten en un envoltorio de vidrio que contiene un líquido que al aumentar la temperatura se expande. El termómetro de líquido en vidrio tiene un capilar por donde se captan los cambios de temperatura.

Termómetros de ExpansiónTermómetro de líquido en vidrio

Líquido Rango

Mercurio -35 a 450°C

Mercurio con el capilar lleno de gas -100 a 450°C

Pentano -200 a 20°C

Alcohol -110 a 50°C

Tolueno -70 a 100°C

Termómetros de Expansión

Termómetro de Resorte

Consiste de un bulbo conectado por medio de un capilar a un resorte de Bourdon. Cuando hay un cambio en la temperatura el líquido se expande y produce que el resorte se estire con una elongación proporcional a la temperatura.

Termómetros de fuerza electromotriz

Termopares

Consisten en un par de conductores homogéneos y diferentes unidos por los extremos y aislados lateralmente.

Cuando cambia la temperatura fluye una corriente por el termopar, esta corriente es transmitida a un circuito, generalmente un puente de Wheatstone, donde se genera una diferencia de potencial proporcional a la temperatura.

V = α (Tj – T2)Tj

T2V2

V1

Cu

Sensores de Temperatura

Termocupla Tipo K

Termómetros de resistencia

Termopares de resistencia (RTD)

Se fundamenta en los cambios que se producen en la resistencia eléctrica de un metal ante la variación de temperatura.

Los metales empleados casi siempre son platino, cobre y niquel.

Un metal que se use en un termómetro de resistencia debe cumplir con las siguientes características:

Relación estable y continua entre la resistencia y la temperatura.

Un coeficiente térmico de resistencia relativamente elevado.

Termómetros de resistenciaTermopares de resistencia (RTD)

R=ρt(L/A)ρt = ρ0 [1 + a(t- t0)]

Donde,ρt = resistividad a la temperatura tρ0 = resistividad a la temperatura t0

t0 = temperatura estándara = coeficiente de temperatura resistivo

Sensores de Temperatura

Pirómetros

Cuando un cuerpo es calentado emite energía radiante que puede ser detectada y relacionada con la temperatura. Los pirómetros están basados en este principio y se utilizan para medir muy altas temperaturas.