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Soluciones Integrales en Temperatura

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Es un sensor de temperatura el cual es muy común en la industria en general, para poder entender que son y cómo funciona, es necesario primero entender que son los RTDs.

El RTD por si siglas en inglés Resistence Temperature Detector es un termo resistencia la cual incremente el valor de la resistencia cuando incrementa la temperatura, existen diferentes materiales con los que se fabrican como el Cobre (Cu), Níquel (Ni) y el más común Platino (Pt).

El Pt100 es un RTD el cual está hecho de platino (Pt) y 100 significa que nos da 100Ω a 0˚C

Físicamente es una bobina de alambre muy pequeña la cual tiene como núcleo vidrio ó cerámica, en realidad esto es muy difícil de percibir a simple vista ya que además de lo pequeño viene cubierto del mismo material del núcleo, a continuación se muestra una imagen de los bulbos más comunes.

pt100

Existen dos normas a la que se rigen los RTD que se comercializan, la norma DIN y JIS, la diferencia es el valor del coeficiente de temperatura TCR, en México es utilizado el de la norma DIN con TCR = 0.00385 Ω/Ω˚C, mientras que en la norma JIS el TCR es de 0.003916 Ω/Ω˚C y normalmente viene en los controles de temperatura de origen japonés.

 

FABRICACION DE RTD VARIOS HILOS

Como hemos mencionado anteriormente el principio de los sensores es que conforme incrementa la temperatura del alambre incrementa la resistencia (Ω), la cual tiene una relación de cierto valor de resistencia equivale a un valor de temperatura (por cierto existen unas tablas, si son desarrolladores tal vez las ocupen, pero si son usuarios su instrumento ya lo convierte), entonces que pasa con la extensión, ya que también es un material el cual al incrementar su temperatura también incrementa su resistencia la cual se suma a la que nos da el sensor, entonces nuestra lectura seria errónea.

 

2 HILOS

Los investigadores a lo largo del tiempo concluyeron que el sensor de 2 hilos se puede ocupar hasta 5 metros y el grado de error que genera el control de temperatura lo contempla.

 

3 HILOS

Pero la realidad en la industria es que necesitamos mucho más distancia, por lo que desarrollaron una forma de eliminar el error que generaba la resistencia de la extensión, esto fue generando un circuito electrónico llamado puente de Wheanstone, no vamos a entrar a detalle en esto ya que ahora los instrumentos ya la incluyen, solo comentaremos la conclusión la cual fue agregar un tercer hilo (en una de las terminales saco uno extra), ese tercer hilo genera el mimo valor de Ω que generaba el de 2 hilos pero negativo, lo que hace que se eliminen, con esto se pueden tener extensiones de hasta 40 metros sin que se tenga un error significativo.

 

4 Hilos

También desarrollaron un modelo de 4 hilos el cual es mucho más preciso (en cada terminal de la resistencia saco una más), pero eso implica que el equipo también debe de ser más preciso y esto lo vuelve demasiado costoso, este tipo de equipos y sensores solo son utilizados normalmente en laboratorios donde requieren un grado de error demasiado pequeño.

Como tip, cuando tengan un sensor de 4 hilos deben de confirmar si es un sensor sencillo de 4 hilos ó puede ser doble de dos hilos cada sensor

 

IDENTIFICACIÓN DEL SENSOR

Puede darse el caso que en ocasiones se encuentren un sensor de 2 hilos, pero puede que sea un termopar J ó un Pt100.

pt100

La manera de confirmarlo es con un milímetro y midiendo la señal, un termopar normalmente da pocos Ω, mientras que el pt100 debe de dar más de 100Ω ya que estamos a más de 0˚ C

Cuando vienen de 3 hilos ó 4 hilos normalmente utilizan 2 colores, rojo y blanco, los que se repiten significa que vienen de la misma terminal, de hecho si los miden con el milímetro también les dará poco valor de resistencia, ya que solo está marcando la del cable, si miden de colores diferentes debe de dar más de 100Ω.

pt100

CLASES DE RTDs

La clase de sensor se refiere a la precisión del mismo, la clase “B” es la común, la que normalmente se utiliza, mientras que la clase “A” se utiliza en procesos donde requieren lecturas más exactas, pero en JM Industrial contamos con bulbos con clase “A” ó también conocidos como “1/3 B”, teóricamente existen en todos los rangos pero la realidad es que solo se puede tener acceso a  los más comerciales, enlistamos las clases con los rangos comerciales:

Clase “B”: ± 0.30 (en rangos de -200 a 850˚)

Clase “A”: ± 0.15 (en rangos de -50 a 600˚)

Clase “AA” o “1/3 B”: ± 0.10 (en rangos de 0 a 150˚)

 

RANGOS DE TEMPERATURA

Los Pt100 tienen un rango teórico que va de -200 a 850˚C, pero en la realidad los fabricantes han tratado de disminuir los precios, por lo que han desarrollado bulbos los cuales soportan menos temperatura, pero en la industria normalmente se utilizan a menor temperatura,

El rango comercial es de -50 a 600˚ C, el rango completo va -200 a 850˚C, por eso es necesario que especifiquen la temperatura máxima a la que se someterá su sensor para que se pueda elegir cual es el que queda mejor, tal vez crean que para evitar problemas se elija siempre el de rango completo, pero la desventaja es lo económico, que sale mucho más caro y no siempre el más caro es lo mejor para nuestro proceso.

Un punto bien importante que tienen que considerar y normalmente no se toma es la forma de fabricación, si ustedes utilizan un sensor con rango de hasta 600˚C pero viene con una extensión de FEP dentro del tubin el sensor solo va a soportar hasta 200˚ que es la temperatura del FEP aunque el bulbo soporte más, por eso es bien importante que nos indiquen la temperatura máxima que utilizaran, con esto el personal de JM industrial elegirá cual es la mejor opción para que cumpla con el rango.

 

DIFERENCIA DE LOS RTD Y TERMOPARES

En el marcado es muy común ver sensores los cuales son muy similares y suelen ser  pt100 o termopares, pero cual es mejor, no es que uno sea mejor, es que se puede adaptar mejor a un proceso, la ventaja de los RTDs es que son más precisos, pero la desventaja es que su precio es mayor, también al tener su núcleo y estar cubierto de cerámica o vidrio suele hacerlo más frágil, de hecho no es recomendable utilizarlos donde hay mucha vibración.

En JM Industrial cuando los fabricamos los compactamos con polvo de oxido de magnesio el cual es una especie de cerámica la cual soporta altas temperaturas pero ayuda a que el sensor no se esté moviendo, esto se traduce en mayor protección.

Contacto

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  • Jose Ma Joaristi 60, Iztapalapa