Termocuplas
Introducción a las Termocuplas: Sensores de Temperatura Fundamentales en la Industria y la Investigación
Sensores ideales para medir temperaturas que con la combinación de controladores sirven para maniobrar el proceso de medición. Estos cuentan con características especiales que contribuyen a una mayor eficacia.
- ¿Qué es una termocupla?
- Tipos de termocupla
- ¿Cómo funcionan las termocuplas?
- ¿Cómo elegir el sensor de temperatura correcto?
- ¿Qué sensor se recomienda para medir con máxima precisión?
- ¿Cómo influye la calidad de una termocupla en el proceso?
Termocupla con bulbo cerámico.
Normalmente, las termocuplas con bulbo cerámico son utilizadas en procesos de altas temperaturas. Por ejemplo: en hornos de la Industria de cerámica, vidrio, fundición y en lugares donde no son permitidas las protecciones metálicas debido a los ataques químicos.
Aplicación principal a temperaturas entre 1000ºC y 1480ºC.
Termocupla Bayoneta.
La mejor aliada en la Industria de procesamiento de plásticos o en aplicaciones en las cuales la facilidad en la instalación, extracción y agilidad en el tiempo de respuesta son indispensables.
Las termocuplas bayoneta son de bajo costo, pueden ser suministrados con conexiones de bayoneta para instalación con roscado en el resorte. Asimismo, permiten el ajuste en la longitud de inserción.
Principales aplicaciones:
- Termoformadores.
- Extrusoras.
- Coextrusoras.
- Sopladoras.
Termocupla con recubrimiento metálico
Los termopares con tubos de protección metálicos son usados para la medición de líquidos o gases a media o alta temperatura con el material de protección adecuado. Teniendo en cuenta, las condiciones y la atmósfera del proceso o aplicación. Podemos alcanzar a medir temperaturas de hasta 1200ºC.
Es esencial para el proceso que requiere un termopar robusto.
Principales aplicaciones:
- Industrias cementeras.
- Acero.
- Cerámica roja.
- Tratamiento térmico.
- Fundición.
- Incineradores.
Termocupla aislamiento mineral.
La termocupla aislamiento mineral es perfecta para los procesos de medición de temperatura industrial con variedad de aplicaciones.
Brindan estabilidad, longevidad, facilidad de instalación; ya que, son moldeables y cuentan con alta resistencia mecánica, rapidez en el tiempo de respuesta, diámetros reducidos. De igual manera, se fabrican en grandes longitudes.
Termocupla lectura rápida.
Posee en su interior un sensor aislado con oxido mineral en adición a un mango de sujeción adecuado para la manipulación en industrias siderúrgicas, cementeras, ladrilleras, de fundición de metales, entre otras.
La termocupla lectura rápida es excelente para realizar lecturas rápidas en donde la calidad del proceso exija que constantemente se mida la temperatura.
¿Qué es una termocupla?
Las termocuplas, también llamados termopares, son sensores de temperatura empleados en procesos de producción industrial. De igual modo, se encuentran en distintos artefactos del día a día; por ejemplo: hornos microondas, termómetros, indicadores de temperatura, etc.
¿Cómo funcionan las termocuplas?
El funcionamiento del termopar se basa en el efecto descubierto por Seebeek que explica la circulación de una corriente por un circuito cerrado conformado por dos metales distintos, su medición se realiza en el orden de los milivolts y aumenta proporcionalmente con la temperatura en el punto caliente.
Este flujo de corriente nos permite cuantificar la temperatura en procesos industriales para verlos en pantallas o visualizadores de temperatura.
Tipos de termocuplas
Los distintos tipos de termocuplas se diferencian entre las temperaturas máximas o mínimas que puedan sensar, el tipo de ambientes que pueden soportar y la precisión.
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Tipo J
Es un termopar relativamente económico y de gran versatilidad, sus elementos internos son el Hierro (Fe) y el Constantán (Cobre – Nickel). Es usado principalmente en la industria del plástico y goma en maquinas de extrusión e inyección. De igual manera, suelen ser utilizados en procesos de hornos de media-baja temperatura.
No se recomienda hacer uso de este termopar para temperaturas superiores a 500 °C o por debajo de 0 °C debido a la rápida oxidación del hierro. Es importante que en los procesos que involucren vapor de agua, se realice el correcto encapsulamiento del sensor para prevenir errores de lectura.
Tipo K
Este termopar es uno de los más utilizados en el ámbito industrial, ya que, pueden medir temperaturas de hasta 1200 °C sin sufrir deterioros a corto plazo, sus elementos internos son el Cromel (Nikel – Cromo) y el Alumel (Nikel – Aluminio). Se usa típicamente en hornos de fundición de metales y tratamientos térmicos, su precisión estándar es de +/- 2.5 °C.
Tipo T
Los termopares tipo T han sido usados en la industria de alimentos y criogenia por su gran resistencia a ambientes húmedos, reductores y oxidantes. Los elementos internos del termopar son Cobre (Cu) y Constantan (Cobre – Nickel), tiene el menor rango de medición ya que va desde los -200 °C hasta los 200 °C aproximadamente pero su precisión estándar es de +/- 1 °C lo cual lo convierte en el sensor ideal para procesos que requieran un control con el mínimo error posible.
Tipo R/S
Estos termopares están catalogados dentro de los sensores fabricados con metales preciosos, sus elementos internos son: Tipo R Platino (Pt) y Platino Rodio (Pt 87% – Rh13%), Tipo S Platino (Pt) y Platino Rodio (Pt 90% – Rh10%). Es usado en la industria siderúrgica o para los equipos de trazabilidad como sensores patrón debido a su alta precisión en temperaturas elevadas, el rango óptimo para su utilización se encuentra entre los 600 °C y los 1350 °C por las altas temperaturas que puede alcanzar y su elevado costo. Se recomienda siempre contar con doble protección cerámica de sus elementos.
Tipo RTD
Las RTD aunque no son termopares. Frecuentemente, son usados en el ámbito industrial por su gran precisión en la medición de temperatura que es de apenas +/- 0.15 °C a 0 °C. Es el sensor preciso para la industria de alimentos. Una de sus desventajas es el alto tiempo de respuesta ante un cambio de temperatura.
¿Cómo elegir el sensor de temperatura correcto?
Para elegir el sensor correcto debemos conocer los siguientes datos:
-Tipo de proceso
-Temperatura máxima
-Diámetro de bulbo
-Longitud de bulbo
-Tipo de conexión
-Diámetro de conexión
-Longitud de cable
Estas variables no aplican para todos los procesos, por lo cual es importante tener claro el proceso en el cual se va a realizar la medición de temperatura.
¿Qué sensor se recomienda para medir con máxima precisión?
La precisión en cada uno de los procesos industriales es relativa, puesto que un cambio de +/- 0.5 °C podría afectar el resultado de todo un lote. Asimismo, existen procesos industriales en los cuales la variación va hasta +/- 10 °C pero no afecta en nada el resultado final; todo depende de la temperatura a la cual se este manejando el proceso y los materiales involucrados en el.
No existe un sensor ideal para todo el rango de temperaturas que conserve su precisión. Teniendo presente que a medida que la temperatura aumenta el error aumenta de manera proporcional, lo que si es cierto es que se debe considerar que entre más precisión en temperatura necesite su proceso, mayor va a ser la inversión que deberá realizar para la compra del sensor.
¿Cómo influye la calidad de una termocupla en el proceso?
La calidad en los sensores influye de manera directa en el resultado del proceso, el correcto sensado de la temperatura ayuda a lograr un mejor control de los procesos, minimizar costos por perdidas o reprocesos y aumentar la calidad de los resultados. Además, esto puede ser un determinante de la vida útil del sensor, tanto las materias primas como la fabricación metalmecánica y los insumos para su ensamble final tienen que ser de excelente calidad comprobados y certificados.
En Automatización y Control Ingeniería SAS se maneja un enfoque hacia el aseguramiento de calidad, evaluando periódicamente proveedores e invirtiendo en maquinaria de punta para proveer sensores de temperatura de la más alta calidad.
