SONDAS DE TEMPERATURA

Transcripción

1 SONDAS DE TEMPERATURA Las cañas pirométricas son captadores de temperatura que están introducidos en el recinto donde se ha de efectuar la medición. Están formadas por un termopar o termosonda, aislante, protección y cabeza de conexión. Fabricamos sondas para una amplia variedad de aplicaciones y montajes, tipo bayoneta para máquinas de inyección de plásticos, ambiente, gases, líquidos, motores, sistemas de refrigeración, tuberías, etc... Sondas de temperatura para equipos portátiles, fabricación propia o modelos estándar de nuestra representada Fluke, con termopares K o J y Pt100

2 TERMOPARES Un termopar consiste, básicamente, en un circuito cerrado formado por dos hilos de determinados y distintos metales unidos por sus respectivos extremos, en el cual aparece una pequeña corriente a partir de una diferencia de temperaturas en ambos extremos. El fenómeno es resultado del tránsito de electrones entre las uniones de los dos metales a consecuencia de una energía, en este caso térmica, aplicada a una de ellas. La señal de salida es de muy bajo nivel, entre 0,002 a 80 mv., la forma de transmitir esta señal es mediante cables de compensación (hilos de los mismos metales que el termopar) o convirtiendo esta señal a ma. En nuestra web están disponibles las tablas de tensiones de los termopares. Características de termopares (Norma IEC ) TIPO TERMOPAR INTERVALO DE MEDIDA ERROR MAX. (clase 1) ERROR B Platino 30% Rodio (+) ºC ± 1,5ºC Platino 6% Rodio (-) ± 0,25% E Cromel (NiCr) (+) Constantan (-) J Hierro (+) Constantan (-) K Cromel (NiCr (+) Alumel (Ni) (-) R Platino 13% Rodio (+) Platino (-) S Platino 10% Rodio (+) Platino (-) T Cobre (+) Constantan (-) ºC ± 1,5 ºC ± 0,4 % ºC ± 1,5 ºC ± 0,4 % ºC ± 1,5 ºC ± 0,4 % MAX. (clase 2) ± 2,5ºC ± 0,75% ± 2,5ºC ± 0,75 % ± 2,5ºC ± 0,75 % ºC ± 1 ºC ± 1,5 ºC ± 0,25 % ºC ± 1 ºC ± 1,5 ºC ± 0,25 % ºC ± 0,5 ºC ± 0,4 % ± 1 ºC ± 0,75 % ERROR RANGO MAX. (clase 3) DE USO ± 4 ºC ± 0,5% ºC ºC ± 2,5ºC 95 ºC ± 0,75% 900 ºC ºC 760 ºC ± 2,5ºC 95 ºC ± 1,5 % ºC ºC ºC ºC ± 1 ºC ± 1,5 % ºC -200 ºC 350 ºC Los termopares más usados son el tipo "K" y "J", los de tipo "S" y "R" son adecuados para temperaturas elevadas, (fusión metal, vidrio, etc..., su coste es muy alto, por contener platino). El tipo "E" puede usarse en vacío o en atmósferas inertes, el tipo "T" posee una elevada resistencia a la corrosión y es adecuado su uso en ambientes húmedos y para temperaturas bajas o medias. Cuando el termopar esta instalado lejos del instrumento, se usa para su conexión cable de compensación, este es un cable con propiedades eléctricas similares a las del termopar y su conexión entre el termopar y el instrumento debe ser perfecta, evitando las uniones frías (conexión entre distintos metales), no hacer pasar el cable por zonas de alta temperatura, si estas recomendaciones no se cumplen aparecen tensiones térmicas que motivan un aumento del error de la medida, ya de por si alto. La gran ventaja de los termopares respecto a las termoresistencias., es su reducido tamaño, rapidez de lectura, enorme variedad constructiva y su bajo coste.

3 TERMORESISTENCIAS La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia, depende de las características de resistencia en función de la temperatura del metal con el que se efectúa la medida. Usualmente consiste en un arrollamiento de hilo conductor muy fino bobinado entre capas de aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o cerámica. El platino es el material más adecuado desde el punto de vista de precisión y estabilidad. En general la sonda de resistencia de platino usada en la industria tiene una resistencia de 100 ohm a 0 ºC, estas sondas se denominan Pt100 y también pueden ser de níquel (falta de linealidad) o cobre (muy baja resistencia), también existen Pt1000, Pt500 y Pt10, ya en desuso, en particular las dos ultimas. Los valores resistivos de las Pt100 varían en función de la temperatura 0 ºC tienen un valor de 100 ohm, a mas temperatura su valor aumenta y por debajo de cero su valor disminuye. (En nuestra Web esta disponible el programa Dincalc.exe, para el calculo del valor resistivo en función de la temperatura y del tipo de termoresistencia. Valores básicos y tolerancias para Pt100 de platino Temperatura Valores Tolerancias para termorresistencias según IEC 751 ºC básicos Clase A Clase B IEC751 ohm Ohm ºC Ohm ºC ,49 ± 0,24 ± 0,55 ± 0,56 ± 1, ,25 ± 0,14 ± 0,35 ± 0,32 ± 0, ± 0,06 ± 0,15 ± 0,12 ± 0, ,50 ± 0,13 ± 0,35 ± 0,3 ± 0, ,84 ± 0,2 ± 0,55 ± 0,48 ± 1, ,02 ± 0,27 ± 0,75 ± 0,64 ± 1, ,04 ± 0,33 ± 0,95 ± 0,79 ± 2, ,90 ± 0,38 ± 1,15 ± 0,93 ± 2,8 Para el calculo de los valores de error a una temperatura dada son: Error clase A : ± 1/din * (0,15 + (0,002 * tº) Error clase B : ± 1/din * (0,30 + (0,005 * tº) Siendo "din", el tipo de tolerancias 1/1; 1/3; 1/5; 1/10 Din Siendo tº la temperatura para la cual se desea calcular el error. A diferencia de los termopares, las termoresistencias no generan ninguna tensión. Es necesario alimentar al sensor para poder obtener una señal eléctrica, la corriente eléctrica que pase debe ser limitada para no producir un autocalentamiento, también es importante la resistencia de los cables de conexión, los cuales se suman al valor de la termoresistencia, es habitual en estos sensores tener 3 cables de salida, uno de ellos se usa para conocer la resistencia eléctrica de los cables y la instrumentación de encarga de restar al valor del sensor. La ventaja de las Pt100 es su elevada precisión y estabilidad.

4 CONSTRUCCION MECANICA Las cañas pirométricas están compuestas fundamentalmente por 3 partes: Cabezal de conexión (lugar donde se efectúan las conexiones eléctricas) Vaina o caña ( en su interior se aloja el sensor) Rosca (sistema de fijación al proceso) Para poder fabricar la sonda deseada se deben proporcionar los siguientes datos. CABEZAL Se fabrican más de 15 modelos de cabezal, pero los mas habituales son el A, B, BK, CE y AUS. También en muchos casos este no es necesario y directamente salen los cables de la vaina. ROSCA También la variedad esta presente en este apartado, ya que existen muchas combinaciones, pero las mas habituales son rosca 1/2" gas, racor deslizante de 1/2", brida de tope ajustable, termopozo, etc... VAINA Los materiales mas habituales son acero y cerámica, las longitudes varían en función de las necesidades y los diámetros mas habituales son 8, 10 y 12 mm. En el caso de termopares, los diámetros pueden llegar a ser extremadamente pequeños, al poder ser fabricados mediante termopares encamisados. Siempre es conveniente informar de la aplicación a la que se va a destinar la sonda, así como presiones y fluido, ya que se deben adecuar los materiales a la aplicación.

5 CABEZALES Dada la amplia variedad de modelos de cabezal, en esta hoja solo aparecen los modelos más habituales, ponemos a su disposición información adicional con todos los modelos. TIPO A Este modelo es el más utilizado, fabricado en fundición de aluminio, en su interior como en los demás cabezales se pueden alojar varios modelos de borneros, poliamida o cerámica. TIPO B Muy similar al tipo A, adecuado para espacios reducidos debido a su menor tamaño. Fabricado en fundición de aluminio. TIPO ABK Fabricado en poliamida, la tapa es roscada. Según el color de la tapa indica el tipo de sensor, azul (J), verde (K), Blanco (B,R,S), amarillo (Pt100). Máxima temperatura ambiente 120 ºC. TIPO BUS Fabricado en aluminio de fundición, destaca por su facilidad para acceder a su interior, muy usado para el sector farmacéutico y alimentación. TIPO CE Fabricado en poliamida y aluminio, tiene la particularidad de su tapa roscada, se utiliza frecuentemente en el sector quimico.

6 ROSCA O CONEXIÓN La conexión a proceso se puede realizar de muchas maneras y debido a la variedad de las mismas es imposible que exista un estándar. Para una parte importante de las aplicaciones la conexión a proceso se realiza mediante rosca soldada a la vaina de 1/2", 1/4" ó 1/8" Gas o NPT También en muchas ocasiones se utilizan racores deslizantes. Estos racores de fijación tiene un ajuste cónico que permite que la caña pueda penetrar mas o menos en el recinto donde se debe tomar la medida. También se utilizan uniones roscadas, cuya finalidad es la de poder retirar el elemento sensor de la caña con la cabeza sin necesidad de giralrla ni sacar el termopozo. Bridas W200 y W199, ideal para la instalación de sondas en conductos de refrigeración

7 VAINAS Y TERMOPOZOS Los materiales mas usados en cañas suelen ser el acero al carbono, adecuado para atmósferas neutras, baños de aceite, agua, vapor, también los aceros clase AISI 304/316/446, muy apropiados para ambientes muy oxidantes, también el Inconel y el Hastelloy son ampliamente utilizados en los sectores de alimentación y químico. También para muy altas temperatura se utiliza el grafito (2.800 ºC) o aleaciones cerámicas como el Carburo de silicio, el Supamor o el Silimantin, ampliamente utilizados en el sector de la fundición de vidrio o metales no férricos. Para la selección del material mas adecuado para la vaina, disponemos de una lista de compatibilidades, solicítelo a nuestro servicio técnico o en nuestra web site Los diámetros normalizados para las vainas son mm., tanto para los termopares como para las termorresitencias, las vainas pueden ser fabricadas rectas o acodadas. Los termopares encamisados están formados por uno o dos termopares en el interior de una funda metálica, normalmente inconel o acero inoxidable y aislados por medio de oxido de magnesia vibrado. Los termopares encamisados, por su constitución, tienen un comportamiento optimo frente a las presiones, pudiendo soportar hasta Kg/cm 2. La flexibilidad de los termopares encamisados es muy grande, pudiendo adaptarse a cualquier forma y pueden ser doblados alrededor de un eje de radio igual a dos veces su diámetro. Termopozos roscados aptos para trabajar en duras condiciones, con su uso se evita tener que parar el proceso para realizar operaciones de mantenimiento o comprobación. El modelo mas usual es de interior 10 mm, y exterior de 16, con rosca a proceso de 1/2" gas o NPT, con una longitud variable, también se puede suministrar con tapón unido por una cadena al termopozo. En la mayoría de los casos la fabricación se realiza según especificaciones del cliente.

8 SONDAS ESTANDAR Bajo pedido puede suministrarse cualquier configuración de termopar o termoresistencia, se pueden ejecutar una gran variedad de acabados de acuerdo con las aplicaciones que el cliente necesite. A continuación presentamos algunas de las configuraciones mas usuales que Guemisa suministra, teniendo en cuenta que las longitudes, grosores y tipo de sensor pueden ser determinados bajo pedido. Sonda de temperatura de propósito general, con rosca de 1/2" G, el cable puede ser de PVC, Silicona o Teflón. Sonda para la medición de la temperatura del aire ambiente o en conductos. Captador de temperatura para maquinas de inyección plástica con cierre por bayoneta. Captadores bajo coste de inmersión en líquidos o gases, con protección mecánica según necesidades. Termopar con placa soldada de latón, cobre ó inox, para fijar en el elemento a medir, bajo coste, ideal para ensayo motores. También con imán. Termopar con conector macho-hembra y salida con cable de compensación, facilidad de uso y fiable. Termopar o Pt100, terminado en cabecilla de conexiones de baquelita, con racor deslizante, ideal para termopozos y coste reducido. La gama de sondas de temperatura es enorme, consulte también nuestro catalogo de sondas para termómetros portátiles.

9 OTROS SENSORES TEMPERATURA y accesorios Sensores de Temperatura y/o humedad para mural, muy adecuado para naves de secado, edificios inteligentes y control ambiental. Sensor de temperatura por infrarrojos, con señal de salida en ma. Conectores para la conexión de termopares, tanto aéreos como para panel, en formato estándar o mini. Convertidores de temperatura para cabezal o carril din, para todo tipo de termopares y termoresistencias. Amplia variedad de cables de compensación, tanto en PCV, Silicona, Kapton, Teflón, o como en la foto, mediante armaflex, tubo flexible de aluminio o acero. Nuestro servicio técnico esta a su disposición para aclararle cualquier duda sobre nuestras soluciones en sensores de temperatura y la instrumentación asociada.