SENSORES DE TEMPERATURA

Mariana Acevedo AlbaJulio César Rodríguez Chávez

Andrés Mauricio Camacho Orrego

Eliud Andrés Herrera López

TERMÓMETRO DE EXPANSIÓN

El termómetro de vidrio consta de un depósito de vidrio que contiene, por ejemplo, mercurio y que al calentarse se expande y sube en el tubo capilar.

TERMÓMETRO DE LÍQUIDO EN VIDRIO

Los termómetros bimetálicos se fundan en la diferencia del coeficiente de dilatación de dos metales distintos, tales como latón, monel o acero y una aleación de ferro-níquel o Invar (35,5 % de níquel) laminados conjuntamente. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o curvas, formando espirales o hélices.

TERMÓMETRO DE EXPANSIÓN DE SÓLIDOS (TIRA BIMETÁLICA)

TERMÓMETROS DE SISTEMA LLENO (TERMÓMETROS A PRESIÓN)

Los termómetros tipo bulbo consisten esencialmente en un bulbo conectado porun capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expanden y la espiral tiende a desenrollarse moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo.

CLASE I: TERMÓMETROS ACTUADOS POR LÍQUIDO

CLASE II:TERMÓMETROS ACTUADOS POR VAPOR

CLASE III: TERMÓMETROS ACTUADOS POR GAS

RTDUn RTD (Resistance Temperature Detector) es un

detector de temperatura por resistencia, es básicamente un resistor sensible a la temperatura.

Es un dispositivo de coeficiente de temperatura positivo, lo cual significa que la resistencia del metal incrementa con la temperatura.

En un RTD el sensor se construye, por lo general, montando un alambre de metal sobre una estructura aislante de soporte para eliminar las deformaciones mecánicas y encapsulando el alambre para evitar cambios en la resistencia debidos a influencias del ambiente en el sensor, como la corrosión.

RTD

RTDMateriales para un RTD:

Los criterios para seleccionar un material para fabricar un RTD son:

El material debe ser maleable, lo suficiente para que este sea introducido en pequeños cables.

El material puede ser resistente a la corrosión dependiendo del uso

El material debe ser de bajo costoEs importante que el material tenga una buena

grafica de resistencia versus pendiente de temperatura

RTDEl material más común que se utiliza en la construcción de RTD es el platino. El principio de operación es muy simple: el platino presenta un cambio predecible y reproducible en la resistencia eléctrica con la temperatura, la cual se puede calibrar e interpolar a mayor grado de exactitud.

Los termistores, son semiconductores electrónicos con un coeficiente de temperatura de resistencia negativo o positivo de valor elevado, por lo que presentan unas variacionesrápidas y extremadamente grandes para los cambios relativamente pequeños en la temperatura. A diferencia de los RTD, Los termistores se basan en semiconductores y no en conductores.Materiales usados: oxido de níquel, manganeso, hierro, cobalto entre otros.

TERMISTORES

TERMOPARES(TERMOCUPLAS)

EFECTO SEEBECK(1821)Efecto termoeléctrico combinado: Peltier y Thompson.

Leyes

1. Ley del circuito homogéneo2. Ley de los metales intermedios3. Ley de las temperaturas sucesivas

Algunas Ventajas

Respuesta rápida a las variaciones de T

No necesita alimentaciónRango de temperaturas: -270ºC a 3.000ºCEstabilidad (a largo plazo) y fiabilidad

elevada

Algunas Desventajas

Mantener la unión de referencia en un valor constante

Respuesta no linealLa T máxima debe ser menor a su punto de

fusiónDebe evitarse el ataque del medio a los

termoelementos

Respuesta

Tipos de TermoparesTIPO METALES RANGO DE

TRABAJO (ºC)SENSIBILIDAD

(µV/ºC) COSTO RELATIVO CARACTERÍSTICAS APLICACIONES

K Cromel - Alumel -200 a 1.372 41Más costoso que E, J y T, pero más barato que N, B,

R y S

Resistente a la oxidación. La sonda puede ser rígida o maleable Variadas

E Cr - Constantán   68   No son mágneticosPara bajas

temperaturas (criogenia)

J Fe - Constantán -270 a 1.200   El más bajo de todos

Se debe prevenir la oxidación del hierro por encima de 550ºC. Por debajo de 0ºC sufre condensación del vapor de agua sobre el

hierro.

Atmóferas inertes, reductoras o vacío

T Cu - Constantán -200 a 260 43   Resiste atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes En criogenia

N Nicrosil - Nisi     No utiliza Pt por lo que más bajo que tipo B, R y S

Resistente a la oxidación incluso a altas temperaturas

Mediciones de alta temperatura

B Pt - Rh

Mayor a 1.800

10

Son los más costosos

Resolución menorR Pt - Rh 10

S Pt - Rh 10Usado para la calibración universal del punto

de fusión del oro (1064,43ºC). Resolución menor.

Cromel: Ni - CrAlumel: Ni - AlConstantán: Cu - Ni

Instalación

Instalación

MÉTODOS SIN CONTACTO

Pirómetros ópticosPirómetros por radiaciónTécnicas IR

Pirómetros Ópticos

Pirómetros IR

Detector

Refrigeración

Tubo de Mira