“La medida de la temperatura es una de las más comunes y de las más importantes que se efectúan en los procesos industriales. Casi todos los fenómenos físicos están afectados por ella. La temperatura se utiliza, frecuentemente, para inferir el valor de otras variables del proceso” – Antonio Creus Solé
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En la siguiente imagen encontraremos la relación entre escalas de temperatura con las unidades que comúnmente se usan en la actualidad.
Cabe mencionar que históricamente se han usado otras unidades que en nuestro tiempo están en desuso como los grados Newton que en 1700 fue desarrollada por Isaac Newton, los grados Rømer propuesta en 1701 por Ole Christensen Rømer y donde su símbolo es °R que puede ser confundido con los grados Rankine, en 1732 el uso de la escala Delisle patentada por el Astrónomo Joseph Delisle, o también los grados Leiden que hasta el siglo pasado fue utilizada para la calibración indirecta para bajas temperaturas (-183 °C).
Instrumentos de medición para la variable temperatura.
Termómetro bimetálico
Un termómetro de lámina bimetálica o termómetro bimetálico es un dispositivo para determinar la temperatura que aprovecha el desigual coeficiente de dilatación de dos láminas metálicas de diferentes metales unidas rígidamente (lámina bimetálica). Los cambios de temperatura producirán en las láminas diferentes expansiones y esto hará que el conjunto se doble en arco. Los termómetros bimetálicos funcionan típicamente en un rango de -70…+600 ºC.
Termómetro de vidrio.
El termómetro de vidrio consta de un depósito de vidrio que contiene, por ejemplo, mercurio y que al calentarse, se expande y sube en el tubo capilar.
El rango de trabajo es dependiente de los fluidos empleados.
Mercurio: – 35 hasta 280 °C
Pentano: – 200 hasta 20 °C
Alcohol: – 110 hasta 50 °C
Tolueno: – 70 hasta 100 °C
Termómetro tipo bulbo.
Los termómetros tipo bulbo y capilar consisten, esencialmente, en un bulbo conectado por un capilar a una espiral. Cuando la temperatura del bulbo cambia, el gas o el líquido en el bulbo se expanden y la espiral tiende a desenrollarse, moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la temperatura en el bulbo.
Estos termómetros están clasificados de la siguiente manera:
Clase I. Termómetros actuados por líquido
• Clase II. Termómetros actuados por vapor
• Clase III. Termómetros actuados por gas
• Clase IV. Termómetros actuados por mercurio
El campo de medición puede variar entre -75 °C y 300 °C, dependiendo de la clase.
RTD
La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de la variación de resistencia en función de la temperatura, que es propia del elemento de detección.
El elemento consiste, usualmente, en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado entre capas de material aislante y protegido con un revestimiento de vidrio o de cerámica. El material que forma el conductor se caracteriza por el llamado “coeficiente de temperatura de resistencia” que expresa, a una temperatura especificada, la variación de la resistencia en ohmios del conductor por cada grado que cambia su temperatura.
Pirómetro.
El pirómetro de infrarrojos capta la radiación espectral del infrarrojo, invisible al ojo humano, y puede medir temperaturas menores de 700 °C, supliendo al pirómetro óptico que sólo puede trabajar, escazmente, a temperaturas superiores a 700 °C, donde la radiación visible emitida es significativa.
Las temperaturas medidas abarcan desde valores inferiores a 0 °C hasta 4.000 °C.
Termopar.
El termopar se basa en el efecto, descubierto por Seebeek en 1821, de la circulación de una corriente en un circuito cerrado formado por dos metales diferentes cuyas uniones (unión de medida o caliente y unión de referencia o fría) se mantienen a distinta temperatura.
Esta circulación de corriente obedece a dos efectos termoeléctricos combinados, el efecto Peltier (año 1834) que provoca la liberación o absorción de calor en la unión de los metales distintos cuando una corriente circula a través de la unión y el efecto Thomson (año 1854), que consiste en la liberación o absorción de calor cuando una corriente circula a través de un metal homogéneo en el que existe un gradiente temperaturas.
Incremento térmico.
El Detector Térmico, detector de incremento térmico o detectores de temperatura tipo lápiz funcionan siempre que la temperatura ambiente alcance la temperatura fijada, sin tener en cuenta si la elevación de la temperatura ha sido rápida o lenta.
Cuando la subida de temperatura es muy rápida, el detector responde de uno a tres grados por debajo de la temperatura fijada. Pero, al mismo tiempo, no responde a fluctuaciones momentáneas de temperatura por debajo del nivel de protección seleccionado, eliminando así las falsas alarmas.
Cuando la temperatura desciende de nuevo por debajo del nivel de protección, el detector se rearma automáticamente.
Termistor
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. El término termistor proviene de Thermally Sensitive Resistor. Existen dos tipos de termistor:
NTC (Negative Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura negativo
PTC (Positive Temperature Coefficient) – coeficiente de temperatura positivo (también llamado posistor).
Cuando la temperatura aumenta, los tipo PTC aumentan su resistencia y los NTC la disminuyen.
