La función básica de un transmisor de temperatura es garantizar la integridad de la medición y convertir la señal de bajo nivel e un sensor en una señal de corriente estándar de 4 a 20 mA que pueda ser aceptada fácilmente por un sistema de monitoreo y control, como un DCS o PLC. Además, gracias a la tecnología avanzada que integran hoy en día es posible disfrutar de otros beneficios y es por ello que resulta indispensable elegir estos elementos cuidadosamente.

Medir la temperatura es una actividad que requiere conocimientos sobre el sensor y el transmisor de temperatura. Ambos son tecnologías indispensables en muchas industrias y sumamente utilizadas si se considera que la temperatura es la magnitud física más medida en el sector. No todos los propietarios son expertos en ingeniería y es importante que conozcan sus diferencias y la importancia de combinarlas si las usan o usarán. 

El uso de un transmisor de temperatura y termopar es una de las soluciones más sencillas para la medición y registro de esta variable ya que su funcionamiento es confiable en la mayoría de los entornos e incluso toleran las temperaturas extremas, vibraciones y hasta radiaciones ionizantes. Sin embargo, es necesario tener algunas precauciones ya que son susceptibles a los efectos de los campos electromagnéticos, razón por la que de preferencia debe evitarse su uso en dichos lugares o proceder con precaución.

Los termopares funcionan según el principio del efecto Seebeck, que establece que dos metales diferentes unidos en dos uniones generan una fuerza electromotriz, o FEM, en las uniones. Los metales reaccionan a los cambios de temperatura para producir un voltaje FEM en relación con la diferencia de temperatura en la unión. Los RTD funcionan con el precepto de que la resistencia eléctrica aumenta con el aumento de la temperatura. Los tipos de metal utilizados para fabricar el sensor impactan la precisión, el rango de medición, el tiempo de respuesta y la resistencia a los factores estresantes ambientales como la vibración

Las uniones de termopar pueden estar conectadas a tierra o sin conexión a tierra. A menudo están cubiertos con metal protector, pero pueden quedar expuestos para mejorar el tiempo de respuesta. Con frecuencia se requiere conexión a tierra para evitar la acumulación de carga estática, lo que puede afectar negativamente la precisión.

Sin embargo, si el termopar está conectado a tierra a maquinaria u otro equipo eléctrico, el ruido del circuito puede interferir con la medición. Se utilizan varias combinaciones de metales diferentes en la construcción de un termopar. Cada uno se clasifica según el rango de temperatura y los entornos de medición aceptables.  El termopar en metal es bastante robusto y, en promedio, mucho menos susceptibles a la vibración que los RTD.

Los RTD están disponibles en tipos de alambre o película delgados. Los sensores bobinados son muy precisos. Se fabrican enrollando alambre de cobre, níquel o platino alrededor de un núcleo de vidrio o cerámica al que también se fusiona el alambre.

Los sensores con núcleo de vidrio pueden sumergirse en la mayoría de los líquidos sin protección, mientras que aquellos con un núcleo de cerámica ofrecen estabilidad para mediciones de temperatura excepcionalmente altas. El platino es el cable más preferido, ya que proporciona la mejor precisión en el rango de temperatura más amplio. ASTM E1137 es el estándar internacional que define las tolerancias para los sensores de resistencia de platino. Con frecuencia se usa como uno de los criterios para seleccionar un sensor de temperatura, ya que los RTD fabricados y probados de acuerdo con esta especificación ofrecen una mayor confiabilidad y un mejor rendimiento.

Los RTD de película delgada ofrecen sustancialmente más protección contra las vibraciones que los RTD de alambre enrollado. Se producen depositando una película delgada de platino pasivado sobre un sustrato cerámico. Se graba un circuito eléctrico en el material para crear la resistencia preferida.

Estos sensores muestran una curva de resistencia a la temperatura prácticamente lineal. Por lo tanto, proporcionan mediciones altamente precisas y consistentes en un amplio rango de temperatura. Su tamaño compacto les brinda la ventaja de tiempos de respuesta más rápidos y una mayor resistencia al choque térmico y la vibración.

Desafíos ante las mediciones de temperatura en presencia de vibración

La vibración puede causar estrés mecánico en los cables del termopar y RTD. Los termopares están sujetos a fatiga por vibración, lo que puede provocar fallas en el aislamiento y cortocircuitos. Esto puede ser evidente a partir de lecturas intermitentemente altas resultantes de la medición que se toma en el corto en lugar de en la unión.

Los RTD de alambre enrollado son especialmente susceptibles al daño por vibración. El fino alambre de platino utilizado para enrollar el sensor tiene un diámetro típico de 15 a 35 micras y es bastante frágil. Un cable del sensor RTD roto o dañado puede provocar: un circuito abierto, señales ruidosas y mediciones esporádicas de temperatura alta.

La descalibración es otra condición de falla que puede ocurrir en equipos expuestos a vibraciones y que afecta los controles de temperatura. Este es el proceso por el cual la estructura del cable se altera a donde las características de voltaje-temperatura ya no se ajustan a los estándares internacionales. La principal preocupación es que las mediciones de temperatura parecen ser precisas. Las lecturas irán cambiando gradualmente con el tiempo. Probar el termopar contra una temperatura conocida es el método más común para detectar detectarla.

Tipos de vibraciones que afectan a los sensores

Las vibraciones de la máquina son comunes en los procesos industriales. Pueden surgir del movimiento de motores, bombas o compresores. La propensión a causar daño es proporcional a la amplitud y frecuencia de la vibración. La amplitud es la fuerza que se aplica a un objeto que produce la vibración. Por ejemplo, la velocidad de rotación en un motor eléctrico contribuirá a la amplitud de la vibración. Cuanto más rápido gira el motor, mayor es la amplitud.

En JM Industrial ponemos a su alcance un transmisor de temperatura de la más alta calidad que se adapte a las necesidades de su entorno. Para que ustedes cuenten con información que les permita aprovechar al máximo los dispositivos empleados en sistemas de monitoreo y control de temperatura, a continuación, les presentamos las bases de una opción para minimizar el error de medición a través de la conexión de un termopar a un transmisor.

Al utilizar un termopar es indispensable tener en consideración los factores de incertidumbre que pueden ocasionar variables en la precisión de las mediciones con él realizadas. Para que nuestros visitantes conozcan los más comunes, dedicaremos esta publicación en nuestro blog a hablar sobre ellas.

Al utilizar un termopar es necesario tener en consideración las posibles incertidumbres que ocasionen variaciones en la obtención de la medición impactando la precisión. Estas se pueden clasificar en errores aleatorios o accidentales y en errores sistemáticos. Para que conozcan más sobre el tema, dedicaremos esta publicación en nuestro blog a explicar en qué consisten y presentar recomendaciones para obtener mayor precisión en las mediciones. 

En publicaciones anteriores, en nuestro blog hemos hablado de las características de diferentes tipos de termopar y de algunas de las aplicaciones que reciben en diferentes industrias. De igual manera presentamos una serie de recomendaciones para la elección del equipo de medición de acuerdo a las necesidades particulares de cada entorno de aplicación.

El termopar tipo K es un elemento utilizado para poder medir la temperatura en diversos procesos de las industrias, por lo que es frecuente que existan algunas dudas sobre los termopares, es por ello que a continuación vamos a hablar un poco sobre ellas.

El termopar tipo K representa una serie de ventajas sobre el termistor, ambos sumamente utilizados en las industrias para la medición de la temperatura. A continuación les contaremos los beneficios de uso del termopar.