Por: Ing. Pedro López – Technical Sales Manager
Son dispositivos que transforman los cambios de temperatura en señales eléctricas. Estas son procesadas por instrumentos eléctri-cos o electrónicos programados para un determinado evento.
El sensor de temperatura suele estar formado típicamente por el elemento sensor, el bulbo metálico o cerámico de protección; lleva internamente un asilamiento mineral (óxido de magnesio MgO DE 94.9% de pureza) o, en algunos casos, separadores cerámicos tipo Mullite 610, a fin de aislar las cápsulas de platino o los filamentos metálicos del termopar que conducen las señales de temperatura.
Para que estos cambios se transmitan rápidamente del elemento sensor hasta el equipo electrónico se conectan a través de un cable especial tipo compensado o de extensión para las termocuplas y tipo apantallado (instrumentación) para los Pt100 o Pt1000.
Las mediciones de temperatura están presentes en la mayoría de los procesos industriales. Existen dos tipos comunes para medir temperatura en los procesos industriales.
• Termocuplas (termopar)
• Termorresistencias (RTD)
¿Qué es una termocupla?
También llamada termopar, es un sensor para medir la temperatura; recibe este nombre por estar formado por dos metales (aleaciones) diferentes. Es un instrumento de medida cuyo principio de funcionamiento es el efecto termoeléctrico; un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar frío cuando se le aplica corriente eléctrica.
Se compone de dos metales (aleaciones) diferentes, unidos en un extremo por medio de soldadura (TIG) inerte. Al aplicar temperatura en la unión de los metales, este genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los mV, el cual aumenta cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría; se produce una tensión que es proporcional a la temperatura.
Existen una infinidad de tipos de termocuplas. En la tabla aparecen algunas de las más comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J o del tipo K.
¿Cómo escojo un tipo de termopar?
Debido a que un termopar mide en amplios rangos de temperatura y puede ser relativamente resistente, los termopares se usan con mucha frecuencia en la industria. Se usan los siguientes criterios para seleccionar un termopar.
• Rango de temperatura de trabajo.
• Resistencia química o mecánica del termopar o material de la funda.
• Resistencia a la corrosión, abrasión y vibración.
• Requisitos de instalación (es posible que sea necesario que sea compatible con el equipo existente; los orificios existentes podrían determinar el diámetro y longitud de la sonda).
• Tiempo de respuesta o sensibilidad en la unión.
¿Cómo sé qué tipo de unión escoger?
Las sondas de termopar con funda están disponibles en tres tipos de unión:
• Junta aterrada. En la punta de la sonda de unión aterrada, los alambres del termopar están fisicamente unidos al interior de la pared de la sonda. Esto produce una buena transferencia de calor desde el exterior a través de la pared de la sonda a la unión del termopar.
• Junta aislada. En una sonda aislada, la unión del termopar está separada de la pared de la sonda. El tiempo de respuesta es más lento que en el estilo con conexión a tierra, pero el estilo sin conexión ofrece aislamiento eléctrico.
• Junta expuesta. El termopar en el estilo de unión expuesta sobre sale de la punta de la funda y está expuesto al entorno circundante. Este tipo ofrece el mejor tiempo de respuesta, pero está limitado al uso en aplicaciones en seco, no corrosivas y no presurizadas.
¿Qué es un Pt100 (termorresistencia)?
Es un sensor de temperatura que consiste en un alambre de platino que a 0 °C tiene 100 ohm y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia eléctrica. El incremento de la resistencia no es lineal pero si creciente y característico del platino de tal forma que mediante tablas es posible encontrar la temperatura exacta a la que corresponde.
Un Pt100 es un tipo particular de RTD (Dispositivo Termo Resistivo). Normalmente las Pt100 industriales se consiguen encapsuladas en la misma forma que las termocuplas, es decir dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (bulbo); en un extremo está el elemento sensible (alambre de platino) y en el otro está el terminal eléctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).
El coeficiente de temperatura
Un término común usado con los RTD es el coeficiente de temperatura. Esto se refiere al cambio en la resistencia frente al cambio en la temperatura. Hay 2 coeficientes comunes para el plano RTD y varios otros para los tipos de cobre y niquel.
El platino RTD más común tiene un coeficiente de temperatura de 0.00385 ohm/ohm/°C. Esto significa que 100 ohm de platino RTD incrementará en la resistencia 0.385 ohmios por cada aumento de 1 °C de la temperatura.
¿Cuándo debemos usar un PT100?
Los Pt100, siendo levemente más costosos y mecánicamente no tan rígidos como las termocuplas, las superan especialmente en aplicaciones de bajas temperatura (-200 a 650 °C).
Los Pt100 pueden fácilmente entregar precisiones de una décima de grado, con la ventaja que el Pt100 no se descompone gradualmente entregando lecturas erróneas, sino que normalmente se abre, con lo cual el dispositivo medidor detecta inmediatamente la falla del sensor y da aviso.
Además, el Pt100 puede ser colocado a cierta distancia del medidor sin mayor problema (hasta unos 30 metros), utilizando cable de cobre convencional para hacer la extensión (aún así, deben tomarse ciertas precauciones en la instalación).
¿Quiénes somos?
TESPRO es una empresa peruana con amplia experiencia en el suministro de equipos para proyectos de ingeniería en instrumentación y control de procesos industriales, orientada siempre en buscar soluciones integrales para cada uno de nuestros socios estratégicos, mediante el asesoramiento técnico de campo.
Nuestro principal servicio radica en la fabricación y comercializiación de sensores de temperatura TESPRO y resistencias eléctricas, diseñados bajo estándares y normas internacionales, aplicados según necesidad específica de nuestros clientes.
TESPRO PERÚ está formado por un equipo de profesionales altamente calificados, de gran experiencia, capaz de seleccionar, diseñar y poner en marcha sistemas y estrategias para optimizar los recursos de sus procesos, aplicando nuestro sistema de gestión de calidad, como parte de nuestras actividades.