INSTRUMENTOS

• POR DILATACIÓN
• Gases
• Cambio en el volumen
• Termómetro de gas a volumen constante
• Cambio en la Presión
• Termómetro de gas a presión constante.
• Líquidos
• Columna de mercurio
• Columna de alcohol coloreado
• Sólidos
• Cambio de longitud
• Termómetro bimetálico.

Para medir la temperatura mediante dilatación térmica 

En un caso la mayoría de los indicadores de temperatura se basa en la dilatación de los cuerpos, esto para los cuerpos solidos ya que en los líquidos y gases se complica debido a que los recipientes que lo contiene al mismo tiempo sufre una dilatación 

Para medir el coeficiente de dilatación de un liquido se hace en un dilatometro  ( bulbo con una extensión en forma de tubo donde tiene marcada una escala).

[10] clasificación de  instrumentos de medición de temperatura 

Termómetros 

“Dispositivo experimental que es un sistemas termodinámico que posee una propiedad que varia de manera proporcional con la temperatura de forma reproducible y repetible” 

Diferentes tipos de termómetros  

  De vidrió 

Aquellos mediante un bulbo y un capilar de vidrio, llenado de un líquido son   capaces de mostrar la temperatura con una escala marcada . Se basan en la propiedad que tienen los líquidos de dilatarse al aumentar la temperatura .Los líquidos más utilizados son el mercurio, el alcohol y el tolueno , el más  utilizado  es el mercurio, ya que tiene un coeficiente de dilatación muy uniforme , no moja la vidrio, y su purificación es fácil.

Los márgenes de trabajo de los fluidos empleados son: 

Mercurio                                                                                -35 hasta +280 ºC 

Mercurio (tubo capilar lleno de gas )                                    -35 hasta +450 ºC 

Pentano                                                                                              -200 hasta +20 ºC 

Alcohol                                                                                              -110 hasta +50 ºC 

Tolueno                                                                                              -70 hasta +100 ºC

 

[1] Termómetro de vidrio 

Termómetro Bimetálico:

Proveen una indicación de la temperatura basándose en la expansión y contracción debida a la temperatura de dos piezas de metal unidas.

 Se compone de dos tiras de metal ( latón, monel o acero)  cada uno con diferentes coeficientes de dilatación térmica, estos están yuxtapuestos mediante soldadura incrustados en uno de sus extremos y libre en el otro, contiene una parte móvil la aguja indicadora sujeta al en la parte extrema del espiral o de la hélice , su precisión es de +-1% .

[9) Termómetro bimetálico de forma helicoidal y espiral  

Su rango es de es de –200 a +500 ºC y su aplicación más común es utilizarlo como termostato.

El bimetal tiene una forma helicoidal, con uno de sus extremos unidos a la estructura y el otro libre de girar, en el extremo de este la aguja indicadora. Su funcionamiento se basa en que cuando a la temperatura cambia el bimetal se expande y el helicoide (protegido con un tubo metálico conocido como termopozo.) gira en su extremo libre, haciendo que la aguja indicadora muestre una nueva posición.

Termómetro de dilatación de gas

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 de va de -200 a +700 ° C.

[1]Termoemtro de dilatacion de gas 

Proceso Industrial termómetro dial( bimetálico y dilatación de gas ) 

Para el proceso industrial son indispensables puesto que están diseñados para ambientes de trabajo rudo , tienen una gran cantidad de flexibilidad para el uso en la industria, por ejemplo:

·       Para diferentes controles en la industria química y farmacéutica.

·       Indispensables en equipos de aire acondicionado industriales

·       En plantas petroquimicas para controles de temperaturas

·       En la industria alimenticia para controlar los diferente procesos de elaboración. 

                                                          

Termómetro de Resorte 

Se basa en un bulbo conectado por medio de un capilar a un resorte Buordon ( comúnmente de tipo espiral ) . Cuando la temperatura del bulbo llega a subir, el fluido dentro del sistema se expande y el espiral propende a desenrollarse generando un movimiento en la aguja sobre la escala para indicar el incremento de temperatura en el  bulbo.

Este tipo de termómetros han sido clasificado por la ISA (Instrumentation, Systems and Automation Society) 

• Clase I: Termómetros actuados por liquido 

•  Clase II: Termómetros actuados por vapor 

•  Clase III: Termómetros actuados por gas 

•  Clase IV: Termómetros actuados por mercurio

[9]Partes del termómetro de  resorte 

Elementos del termómetro de resorte  

 Bulbo: Contiene el fluido termométrico, y esta conformado por un tubo de metal cilíndrico cerrado a unos de sus extremos y con un capilar insertado en el otro extremo

El tamaño de este depende del fluido termométrico, el rango de temperatura a medir y la longitud capilar, algunos de sus materiales mas comunes son el Bronce, Acero  y monel 

 Capilar : Tubo flexible y delgado que conecta al bulbo con el receptor , por lo regular están hechos de cobre o acero inoxidable, y su lago no debe de ser menor a 75 centímetros o este pierde precisión,  debido al amortiguamiento de la expansión del fluido dentro del capilar.

 Receptor: su principal función es convertir la expansión del fluido dentro del sistema en un movimiento el cual se amplifica por medio de un mecanismo de amplificación, las partes de este receptor se basan en  un resorte de Bourdon tipo espiral, un sistema mecánico de amplificación y una aguja indicadora la cual se mueve sobre una escala calibrada en términos de temperatura 

                                               Clase I: Sistemas llenos con líquidos.

 

Se caracterizan en que la dilatación es proporcional a la temperatura, por lo que la escala de medición resulta uniforme. Los líquidos que se utilizan son alcohol y éter.

[9] Termómetro clase I.

El sistema térmico se encuentra sólidamente lleno con un líquido a alta presión y totalmente purgado. A medida que aumenta la temperatura en el bulbo resulta una expansión del líquido la cual se transmite a través del tubo capilar haciendo que la espiral se expanda. Estrictamente hablando, un termómetro de expansión de líquido no es un termómetro de presión sino volumétrico ya que los cambios de presión en el líquido son incidentales. La relación entre el volumen de un líquido y su temperatura en estos instrumentos es la misma que en el caso de los termómetros de líquido en vidrio. El líquido mas comúnmente usado es el mercurio debido a su amplio rango de temperatura. La expansión del tolueno y del alcohol etílico para un mismo rango de temperatura es seis veces mayor que la del mercurio. La escala de la mayoría de los termómetros de expansión actuados por líquido es casi lineal, especialmente cuando se usa mercurio.

                                         Clase II: Sistemas llenos con vapor.

 Estos termómetros contienen un líquido volátil y se basan en el principio de presión de vapor. Al subir la temperatura aumenta la presión de vapor del líquido. La escala de medición no es uniforme, sino que las distancias entre divisiones van aumentando hacia la parte más alta de la escala. La presión en el sistema depende solamente de la temperatura en el bulbo.

En estos instrumentos el bulbo estará sujeto a las siguientes limitaciones: 

• El volumen del bulbo debe ser suficientemente grande para contener todo el condensado para la temperatura mínima del rango de medición. 

• El volumen del líquido debe ser lo suficientemente grande para no evaporarse todo a la temperatura máxima del rango. 

• El bulbo debe sumergirse todo dentro del proceso. Por esto, los bulbos de los termómetros de vapor pueden ser relativamente pequeños.

Los líquidos mas comúnmente usados son el cloruro de metilo, el dióxido sulfúrico, el éter, el tolueno, el propano, el hexano y algunos refrigerantes.

[10] termómetro Actuado por vapor 

Clase III: Sistemas llenos de gas.

En  estos  termómetros,  al  subir  la  temperatura,  la  presión  del  gas  aumenta proporcionalmente y por lo tanto estos termómetros tienen escalas lineales.

Otras características de estos termómetros son:

•    Se llenan con gases inertes (N o He).

•    Pueden operar a temperaturas muy bajas (-268ºC) o muy altas (760ºC).

•    Máximo tolerancia : sobre los 600ºC.

•    Mínimo tolerancia : 220ºC convencionales

•    Constante de tiempo: 1 - 4 segundos

•    Sobreprotección: 150 - 300% del máx. temp.

[10] termómetro Actuado por gas

Clase IV: Sistemas con Mercurio.

Estos termómetros son similares a los de clase I. Sus principales características son:

•    Rango desde -40º hasta 650º C.

•    Span desde 28º hasta 667º C

•    Velocidad de respuesta más rápida que los otros sistemas de líquidos, pero más lenta que los sistemas de gas.

•    Sobreprotección mínima: 100%

[1] termómetro  de resorte, Clase iv

 

 

• POR PROPIEDADES ELÉCTRICAS
• Resistencias
• Semiconductor
• Platino
• Efecto termoeléctrico
• Termopar
• POR RADIACIÓN TÉRMICA

La radiación térmica se genera por el movimiento térmico de partículas cargadas en la materia, esto significa que cualquier material con temperatura mayor al 0 absoluto emite radiación térmica.Cabe resaltar el hecho de que la transmisión de calor por medio de la radiación térmica puede ocurrir teniendo como unión un cuerpo con una temperatura menor a la de los cuerpos en cuestión.La radiación térmica se puede ubicar en el área infrarroja al igual que en el área visible del espectro electromagnético.

• Radiación infrarroja
• Termómetro infrarrojo

Para el mejor entendimiento del funcionamiento del instrumento se puede visitar el siguiente video informativo:

• Luz visible
• Pirómetro óptico

Para el mejor entendimiento del funcionamiento del instrumento se puede visitar el siguiente video informativo.