La temperatura cuantifica la calor de una sustancia homogénea, y por lo tanto es una unidad de medida para la energía cinética media de sus moléculas. Para que dos objetos adapten la misma temperatura se requiere un estrecho contacto térmico (nivelación de temperatura). El objeto a medir debe vincularse al máximo con el sistema de sensor de temperatura. Los métodos más habituales de medida de temperatura están basados en variaciones de las propiedades de la sustancia u objetos merced a cambios de temperatura. Los sistemas más utilizados son los termómetros bimetálicos y los termómetros de dilatación de gas.
Termómetro bimetálico
Termómetro bimetálico con muelle helocoidal
Principio de funcionamiento
Una cinta compuesta por dos láminas de metal de diferentes coeficientes de dilatación («bimetal»), unidas entre sí en forma inseparable, se deforma a consecuencia de un cambio de temperatura.
La curvatura resultante de las diferentes expansiones de las láminas es casi proporcional al cambio de temperatura. A partir de las láminas bimetálicas se desarrollaron dos diferentes formas de sistemas de medición:
– Muelle helicoidal
– Muelle espiral
Mediante deformación mecánica de las cintas bimetálicas en las formas de muelle, frente a un cambio de temperatura se produce un movimiento de rotación. Si un extremo del sistema de banda bimetálica está sujetado en forma firme, el otro extremo hace girar el árbol portaíndice. Los rangos de visualización van de -70 °C a +600 °C con precisiones de clase 1 y 2 según EN 13190.
Termómetro de dilatación de gas
Termómetro de dilatación de gas
Principio de funcionamiento
El sistema de medición está compuesto de bulbo, capilar y tubo elástico en la caja. Estos componentes forman una unidad. El sistema de medida completo está rellenado a presión con gas inerte. Si cambia la temperatura, cambia también la presión interior del bulbo.
La presión deforma el muelle de medición, cuyo movimiento se transmite al indicador a través de un mecanismo de indicación.
Las variaciones de la temperatura ambiente son despreciables porque hay un elemento bimetálico entre el mecanismo de indicación y el muelle que sirve de compensador. El rango de visualización va de -200 a +700 °C con
Termómetro con contacto eléctrico
Termómetro de dilatación de gas con contacto eléctrico
Principio de funcionamiento Para el control de proceso se aplican termómetros de los dos sistemas con contactos eléctricos que cierran y abren los circuitos eléctricos en función de la posición de la aguja del instrumento de medición. Los contactos eléctricos pueden ajustarse a través de todo el rango de medida.
Independientemente del ajuste, la aguja (que funciona como indicador del valor actual) puede moverse libremente a través de toda la escala. El indicador del valor nominal puede ajustarse mediante una llave de ajuste desmontable (fijada en la caja de cables) en la mirilla. Si los contactos eléctricos disponen de varios contactos, es posible también ajustar solamente un valor nominal. Si el valor medido es superior o inferior del valor ajustado, el indicador activa la conmutación. Los contactos eléctricos disponibles incluyen relés de retardo y contactos magnéticos de ruptura, contactos Reed, contactos inductivos -con homologación ATEX- o contactos electrónicos para controlar un PLC.
Vídeo: Termómetro bimetálico vs. termómetro de dilatación de gas | ¿Cuál es la diferencia?
Artículos sobre la instrumentación de temperatura con dispositivos mecánicos o mecatrónicos: El control de proceso con termómetros mecatrónicos, Termómetros bimetálicos y termómetros de dilatación de gas en la industria de proceso, El cálculo de carga de una vaina de temperatura (stress calculation)
Autor: Chassan Jalloul, Marketing Manager Instrumentos WIKA