Termopares industriales para control de temperatura

Termopares industriales para control de temperatura

Los termopares industriales para control de temperatura son sensores que se utilizan en los procesos industriales para medir o controlar la temperatura y constan de dos cables metálicos de diferente composición química, unidos o soldados en los extremos.

Cuando esa unión se calienta o enfría, se crea un voltaje. Es decir, el voltaje varía con respecto a la temperatura y se puede establecer una relación entre dicha señal en milivoltios y la temperatura.

En Julio Martínez Naya S.A. fabricamos una gran variedad de termopares.

Cualquier proceso industrial donde se utilicen resistencias eléctricas calefactoras para calentar fluidos, sólidos o gases es necesario regularlo y limitarlo a una temperatura concreta.

Esta acción la podemos realizar fácilmente mediante un termopar que nos dará la lectura de la temperatura del proceso.

Esa señal se lleva a un PLC o regulador electrónico digital que son los encargados en el cuadro de control de alimentar las resistencias o dejar de alimentarlas para mantener el proceso a esa la temperatura de consigna.

Estructura y funcionalidad

Los termopares se pueden fabricar de muy diversas formas, tamaños, acabados y conexiones.

El tamaño y la forma específicos de un termopar dependen de la aplicación, de la precisión y la velocidad de respuesta requeridas.

Como hemos dicho, un termopar es la unión de dos metales distintos: una unión caliente o de medición y otra unión de referencia o fría.

Los termopares se basan en el efecto Seebeck que dice que dos metales diferentes en contacto entre sí en cada extremo están sujetos a cambios de temperatura.

Ese cambio de temperatura provoca un pequeño potencial de voltaje.

Tipos de termopares

Aunque existen multitud de termopares industriales para control de temperatura, los más comunes en la industria son el termopar tipo K y tipo J.

Hay muchos tipos de termopares. Cada uno es apropiado para un rango concreto de temperatura.

Se pueden fabricar con distintos encamisados para atmósferas o inmersión en fluidos concretos y también desnudos sin ningún encamisado.

Tipo K:

Este es uno de los tipos de termopar más comunes y tiene un amplio rango de temperatura.

Puede soportar temperaturas continuas de hasta aproximadamente 1100°C y temperaturas breves de hasta 1200°C.

Sin embargo, a temperaturas entre 200°C y 650°C, pueden generar errores debido a la histéresis cíclica de temperatura.

Aunque es utilizado en muchas aplicaciones industriales, no es tan estable como otros sensores.

Tipo J:

Este tipo de termopar tiene un rango de temperatura más limitado pero ofrece mejor precisión que el tipo K en rangos de temperatura más bajos.

El termopar tipo J es un sensor de temperatura que utiliza 2 metales: hierro y cobre-níquel. Es adecuado para su uso en atmósferas reductoras.

Puede soportar temperaturas de hasta 800°C. Sin embargo, se debe tener mucha precaución con la oxidación en ambientes húmedos.

Tipo T:

Este tipo de termopar es adecuado para aplicaciones de baja temperatura (-250 °C a 400 °C) y proporciona una muy buena precisión.

Es un sensor de temperatura ampliamente utilizado también en laboratorios.

Ofrece una excelente señal en un rango de temperatura de -200°C a 200°C y está compuesto por un conductor positivo de cobre y un conductor negativo de cobre-níquel.

El cobre se oxida muy fácilmente, así que los termopares tipo T en ambientes húmedos tienen que estar protegidos con un encamisado.

Tipo E:

Este tipo de termopar tiene un amplio rango de temperatura (-250 °C a 1000 °C) y es conocido por su alta precisión.

Es un sensor de temperatura que utiliza un conductor positivo de cromo y un conductor negativo de constantán.

Ofrece una amplia amplitud de señal de salida y se utiliza en diversas aplicaciones donde se requiere una medición muy precisa de temperatura.

Tipo N:

Este tipo de termopar tiene un rango de temperatura alto y ofrece buena resistencia a la oxidación y la corrosión.

Los termopares tipo N pueden ser utilizados en zonas potencialmente explosivas ATEX/IECEx.

El rango de temperatura de medición del termopar tipo N es de 0 a 1250°C.

El termopar tipo N tiene una resistencia a la oxidación excelente hasta los 1200°C.

Tipo S:

El termopar tipo S está compuesto por un metal positivo y negativo de platino-rodio (70% platino, 30% rodio y 94% platino, 6% rodio)

El rango de temperatura de medición del termopar tipo S es de 0 a 1450°C.

Se utiliza en aplicaciones de alta temperatura y es adecuado para aplicaciones industriales que requieren una alta precisión y estabilidad en la medición de temperatura.

Tipo R:

El termopar tipo R (Pt-PtRh13%) tiene unas aplicaciones similares a las del termopar tipo S y su rango de utilización habitual es entre los 500ºC y los 1.650ºC.

Debido al incremento del porcentaje de Rodio es algo más estable si se utiliza en mediciones de su temperatura máxima.

Tipo B:

Los termopares tipo B son ideales para el uso continuo en atmósferas oxidantes o de gas inerte.

Pueden soportar temperaturas de hasta 1700 °C pero son muy frágiles si se contaminan.

También existen otro tipo de sensores de temperatura denominados sensores RTD (del inglés: resistance temperature detector). Estos son: PT100, PTC, PT1000, NTC.

Están compuestos de materiales semiconductores cuya resistencia a la temperatura varía dependiendo de los grados de la misma.

A diferencia de los termopares que emiten una señal en mV, estos sensores emiten una señal en ohmios.

Uniones de termopar

Los termopares pueden tener diferentes estilos de unión: uniones con conexión a tierra, sin conexión a tierra y uniones desnudas.

Termopares conectados a tierra: Los cables del termopar y la funda están soldados entre sí para formar una unión en el extremo.

Tienen un buen tiempo de respuesta pero son más sensibles a interferencias eléctricas.

Termopares sin conexión a tierra: Los cables del termopar están soldados entre sí pero aislados de la funda normalmente por aislamiento mineral.

Termopares desnudos: Se sueldan entre sí y se instalan directamente en el proceso.

Los termopares desnudos son los más recomendados para la medición de la temperatura de los gases y proporcionan tiempos de respuesta muy rápidos.

Conclusión

Los termopares industriales para control de temperatura son sensores de medición de temperatura que se utilizan ampliamente en procesos industriales y que utilizan el voltaje generado en la unión de dos cables metálicos diferentes para enviar una señal en mV a un PLC o regulador digital de temperatura para determinar la temperatura del proceso.

Son adecuados para todos los procesos industriales. Tan solo hay que elegir el tipo y el acabado adecuado.

La elección del tipo de termopar, la funda, la forma y el estilo de unión depende de los requisitos específicos del proceso industrial donde se desea medir la temperatura.

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