Medición de Temperatura

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Métodos y equipos para medir temperatura

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Medición de Temperatura

  1. 1. Medición de Temperatura Ing. Alfonso Cubillos V
  2. 2. La temperatura °C= (°F - 32)/1.8 °C=K - 273.15 K=(°F-32)*5/9+273.15 K=°C + 273.15 °F=(°C * 1.8) + 32 °F=(K-273.15)*9/5+32 Ing. Alfonso Cubillos 2
  3. 3. Principios de medición Elementos sensores – (de contacto) Cambio de presión en un gas con volumen constante Tubo de Bourdon Cambio de volumen en líquidos Termómetro de columna Cambio de volumen en sólidos Bimetálico Cambio en la presión de vapor de un líquido con Termómetro de vapor a vapor saturado presión Cambio en la resistencia de un metal Termoresistencia Cambio en la resistencia de un semiconductor Termistor Cambio en la potencia eléctrica entre metales Termopar o Termocupla Ópticos – (sin contacto) Cambios en la cantidad de radiación emitida Pirómetro de radiación Cambios en la longitud de onda de la radiación emitida Ing. Alfonso Cubillos 3
  4. 4. Termómetros de líquidos Ing. Alfonso Cubillos 4
  5. 5. Bimetálicos Ing. Alfonso Cubillos 5
  6. 6. Bimetálicos 1- Vástago 10- Aguja Indicadora 2- Bobina Bimetálica 11- Junta 3- Eje 12- Anillo 4- Hexágono (Para llave) 13- Conexión al Proceso 5- Caja 14- Ajuste Externo 6- Buje 15- Anillo "O" 7- Cojinete 16- Piñón de Ajuste 8- Dial Interno 17- Engranaje de Ajuste 9- Anillo del Dial 18- Tornillos Ing. Alfonso Cubillos 6 19- Visor
  7. 7. Termostato bimetálico Ing. Alfonso Cubillos 7
  8. 8. Termómetro a gas de presión PV = nRT Ing. Alfonso Cubillos 8
  9. 9. Termómetro a presión de vapor de líquido Ing. Alfonso Cubillos 9
  10. 10. Termoresistencia Puente de Wheatstone Ing. Alfonso Cubillos 10
  11. 11. Termoresistencia – PT100 • Fabricada en Platino • Amplio rango • Mayor punto de fusión • Soporta oxidación • Mayor sensibilidad • Mayor resolución Ing. Alfonso Cubillos 11
  12. 12. Termopar - Termocupla Ing. Alfonso Cubillos 12
  13. 13. Termopar - Termocupla Tipo Elemento Rango f.e.m. J Fe - -210°C a 760°C -8.096 mV a 42,919 Constantan mV K Cromel – -270°C a -6.458 mV a 48.838 Alumel 1200°C mV E Cr – -270°C a -9.835 mV a 76.373 Constantan 1000°C mV T Cu – -270°C a 400°C -6.258 mv a 20.872 Constantan mV N Nicrosil – -270 °C a -4.345 mV a 47.513 Nisil 1300°C mV S Platino – -50°C a 1768°C -0.236 mV a 18.693 Rodio mV R Platino - -50°C a 1768°C -0.226 mV a 21.101 Rodio mV B Rodio 0°C a 1820°C 0 mV a 13820 mV Ing. Alfonso Cubillos 13
  14. 14. Termopar - Termocupla Ing. Alfonso Cubillos 14
  15. 15. Termopar - Termocupla Tipo Elemento Puede utilizarse en atmósferas neutras, oxidables o reductoras. No se recomienda en atmósferas muy húmedas y a bajas temperaturas (el termoelemento JP se J vuelve quebradizo). Encima de 540°C el hierro se oxida rápidamente. No se recomienda en atmósferas sulfurosas por encima de 500°C. Puede utilizarse en atmósferas inertes y oxidables. Por su alta resistencia a la oxidación se utiliza en temperaturas superiores a 600ºC y en algunas ocasiones en temperaturas abajo de 0ºC. No debe utilizarse en atmósferas reductoras y K sulfurosas. En temperaturas muy altas y atmósferas pobres en oxigeno ocurre una difusión del cromo, lo que ocasiona grandes desvíos de la curva de respuesta del termopar. Este último efecto se llama “green - root”. Puede utilizarse en atmósferas oxidables, inertes o al vacío, no debe utilizarse en atmósferas alternadamente oxidables y reductoras. Dentro de los termopares a E menudo utilizados, es el que posee mayor potencia termoeléctrica, bastante conveniente cuando se desea detectar pequeñas variaciones de temperatura. Ing. Alfonso Cubillos 15
  16. 16. Termopar - Termocupla Tipo Elemento Puede utilizarse en atmósferas inertes, oxidables o reductoras. Gracias a la gran homogeneidad con que el cobre puede ser procesado, se obtiene una buena T precisión. En temperaturas superiores a 300ºC, la oxidación del cobre se torna muy intensa, lo que reduce su vida útil y ocasiona desvíos en la curva de respuesta original Este nuevo tipo de termopar es un sustituto del termopar tipo K que posee una resistencia a la oxidación superior a éste. En muchos casos también es un sustituto de los termopares a base de platino a raíz de su temperatura máxima de utilización. Se recomienda para atmósferas oxidables, inertes o pobres en N oxígeno, ya que no sufre el efecto “green - root”. No debe exponerse a atmósferas sulfurosas. El gráfico de abajo muestra el desvío de temperaturas que sufre el termopar tipo N en comparación al tipo K en una atmósfera oxidable a temperatura de 1000ºC. Puede ser utilizado en atmósferas oxidables, inertes y por un corto espacio de tiempo en el vacío. Normalmente se utiliza en temperaturas superiores a 1400ºC, B por presentar menor difusión de rodios que los tipos S y R. A temperaturas abajo de los 50ºC la fuerza electromotriz termoeléctrica generada es muy pequeña 16 Ing. Alfonso Cubillos
  17. 17. Criterios de selección de termocuplas • Rango de Temperaturas a cubrir. • Ser químicamente resistentes. • Ser mecánicamente robustos. • Producir una salida eléctrica mensurable, y estable. • Tener la exactitud y precisión requeridas. • Responder con la velocidad necesaria • Ser lo mas económicas posibles. Ing. Alfonso Cubillos 17
  18. 18. Consideraciones en la aplicación de las termocuplas • La transferencia de calor al medio y viceversa para no afectar la lectura. • Si se necesita o no que estén aislados eléctricamente de masa. • Otras cuestiones ambientales: • Presión , Vibraciones, Areas Clasificadas, Cableados, Sistema de Control con el que se deberá compatibilizar la medición. Ing. Alfonso Cubillos 18
  19. 19. Versiones industriales • Para proteger el RTD o TC se usa un termoposo Material Longitud Tipo de ajuste Vibraciones Ing. Alfonso Cubillos 19
  20. 20. Versiones industriales Ing. Alfonso Cubillos 20
  21. 21. RTD vrs Termocupla • Para medir temperaturas normales, detectores de temperatura por resistencia (RTD´s) o termocuplas son la solución mas eficiente y económica • Ambos desempeñan mediciones de contacto • Ellos son Muy durables • Rigidos • Rangos de medición grande • Se usan en combinación con un acondicionador de señal Ing. Alfonso Cubillos 21
  22. 22. RTD vrs Termocupla RTD Termocupla Exactitud +/- 0.1°C +/- 1°C Estabilidad < 0.1% / 5 años 1°C año Sensibilidad Moderada Bajo Linealidad Mejor Moderada Rango -200°C a 850°C -190°C a 1821°C Respuesta Lenta Rápida Costo Costosas La mitad del RTD Ing. Alfonso Cubillos 22
  23. 23. Pirómetro de radiación Ing. Alfonso Cubillos 23
  24. 24. Pirómetro de radiación Ing. Alfonso Cubillos 24
  25. 25. Termografía por infrarrojos Ing. Alfonso Cubillos 25
  26. 26. Termografía por infrarrojos Ing. Alfonso Cubillos 26
  27. 27. Termografía por infrarrojos Ing. Alfonso Cubillos 27
  28. 28. Ing. Alfonso Cubillos 28

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