INSTRUMENTACION INDUSTRIAL DE elección del instrumento adecuado es crucial MEDIDA DE TEMPERATURA para obtener mediciones precisas y confiables en las aplicaciones industriales. INDUSTRIAL TEMPERATURE ABSTRACT MEASUREMENT INSTRUMENTATION Temperature measurement instruments are Ccama vargas shirley lizbeth 1,Ninanqui Panihuara Jonel Yuri 2, Cruz Pacsi, Luis Jonathan 3, Chavez Cruz Alex Edwin 4 essential in industrial processes for quality control, operations supervision and data collection. The importance of these devices in maintaining RESUMEN product quality, monitoring operations and collecting production data is Los instrumentos de medida de temperatura highlighted. Selection of the appropriate son esenciales en procesos industriales para instrument depends on various factors such as control de calidad, supervisión de operaciones temperature range, required precision and y recopilación de datos. Se destaca la environmental conditions. Among the most importancia para common instruments are glass, bimetallic, los productos, bulb and capillary thermometers, resistance mantener de la estos calidad dispositivos de supervisar operaciones y recopilar datos de thermometers, producción. La selección del instrumento temperature adecuado depende de diversos factores como generate electric currents as a function of el rango de temperatura, la precisión requerida temperature, and radiation pyrometers that y las condiciones ambientales. Entre los allow temperature to be measured without instrumentos más comunes se encuentran los physical contact by detecting the thermal termómetros de vidrio, bimetálicos, de bulbo y radiation emitted by an object. Each type has capilar, de resistencia, termistores, sensores de its characteristics and advantages, such as temperatura de semiconductor, termopares que precision, response time or the ability to generan corrientes eléctricas en función de la measure without physical contact. Choosing temperatura y pirómetros de radiación que the right instrument is crucial to obtain permiten medir la temperatura sin contacto accurate físico mediante la detección de la radiación industrial applications. and thermistors, sensors, reliable térmica emitida por un objeto. Cada tipo tiene sus características y ventajas, como la precisión, el tiempo de respuesta o la capacidad de medir sin contacto físico. La I.INTRODUCCIÓN semiconductor thermocouples measurements that in En todo proceso industrial, por muy sencillo que sea, siempre es necesario el uso de I.MEDIDA DE TEMPERATURA instrumentos de medición y control que permitan entre otras cosas mantener los A. Termómetro de vidrio: parámetros de calidad de los productos generados por el proceso, supervisar la Termómetro de vidrio, redondo, escala interior operación del proceso,recopilar información y referente a los volúmenes de producción y preferentemente para medir la temperatura de cantidad líquidos y soluciones químicas, por lo que se de materia prima determinar condiciones operación, etc. La consumida, inseguras tecnología de columna de mercurio. Se utiliza emplea con mayor frecuencia en laboratorios. avanza rápidamente permitiendo la elaboración de El termómetro de vidrio consta de un depósito instrumentos cada vez más exactos, versátiles de vidrio que contiene, por ejemplo,mercurio y y fáciles de usar, es también cierto que la que al calentarse, se expande y sube en el tubo selección y aplicación adecuada de los capilar. instrumentos depende de una gran cantidad de factores como son:conocimiento del proceso, Los márgenes de trabajo de los fluidos conocimiento de los diferentes principios de empleados son: Mercurio -35 °C hasta +280 medición,interpretación las °C,Mercurio (tubo capilar lleno de gas) -35 °C características dadas por el fabricante de cada hasta +450 °C, Pentano -200 °C hasta +20 instrumento,correcta °C,Alcohol -110 °C hasta +50, °C Tolueno -70 adecuada de instalación y mantenimiento de los instrumentos, entre °C hasta +100 °C (Creus, 2010) otros. Se emplean los siguientes instrumentos: termómetros de vidrio, termómetros B. Termómetro bimetálico bimetálicos, elementos primarios de bulbo y capilar rellenos de líquido, gas o vapor, Los termómetros bimetálicos se fundamentan termómetros de resistencia, termopares, en el distinto coeficiente de dilatación de dos pirómetros de radiación, termómetros metales diferentes, tales como latón, monel o ultrasónicos y termómetros de cristal de acero y una aleación de ferroníquel o Invar cuarzo. (35,5% de níquel) laminados conjuntamente. Las láminas bimetálicas pueden ser rectas o Este estudio tiene por objetivo investigar los curvas, formando espirales o hélices. El uso de diferentes termómetros bimetálicos es admisible para temperatura. instrumentos de medida de servicio con de 0 °C a 400 °C. Para indicación local se usan, preferiblemente, los termómetros bimetálicos de esfera orientable. hacia la parte más alta de la escala, donde haymayor sensibilidad. De este modo, el operario puede leer la temperatura a distancia desde niveles distintos Clase III. Termómetros actuados por gas:Los al de termómetros la instalación. La exactitud del actuados por gas están instrumento es de ± 1% y su campo de medida completamente llenos de gas. Al subir la es de -200 °C a +500 °C. (Ordaz, 2022). temperatura, la presión de gas aumenta prácticamente de forma proporcional y, por lo C. Termómetros de bulbo y capilar tanto,estos termómetros tienen escalas lineales. La presión en el sistema depende, Los termómetros de bulbo consisten, principalmente,de la temperatura del bulbo, esencialmente, en un bulbo conectado por un pero también de la temperatura del tubo capilar a una espiral. Cuando la temperatura capilar y del elemento de medición, siendo del bulbo cambia, el gas o el líquido en el necesario compensar bulbo se expanden y la espiral tiende a ambiente en el sistema de medición. la temperatura del desenrollarse, moviendo la aguja sobre la escala para indicar la elevación de la Clase IV. Los termómetros actuados por temperatura en el bulbo (Creus, 2010). mercurio los termómetros actuados por mercurio son similares a los termómetros Clase I. Termómetros actuados por líquido: actuados por líquido(clase l) y se caracterizan Tienen el sistema de medición lleno de líquido por su rápida respuesta, exactitud y potencia y, como su dilatación es proporcional a la de actuación. La presión interna del mercurio temperatura, la escala de medición resulta varía de 28 bares a bajas temperaturas hasta 80 uniforme. bares a altas temperaturas, lo que elimina los errores de diferencia de altura entre el bulbo y Clase II. Termómetros actuados por vapor: Los el tubo Bourdon. termómetros actuados por vapor se basan en el principio de presión de vapor.Contienen un Sistema automático para calentamiento y líquido volátil cuya interfaz se encuentra en el enfriamiento de un autoclave , utilizando el bulbo. Al subir la temperatura aumenta la termómetro bimetalico y de bulbo y capilar presión de vapor del líquido. La escala de (cornejo, 2010) medición no es uniforme, sino que las - 3 sensores de temperatura distancias entre divisiones van aumentando - una resistencia - una bomba - 5 válvulas Los - un controlador semiconductores - 1 módulo de entrada y salida termistores temperatura son con de un dispositivos coeficiente resistencia de negativo analógicas significativamente alto, lo que significa que - experimentan cambios de extremadamente grandes y respuesta a variaciones pequeñas en la un HMI. resistencia rápidos en relativamente temperatura. Estos componentes se fabrican utilizando óxidos de metales como níquel, manganeso, hierro, cobalto, cobre, magnesio, titanio y otros, y se encapsulan en sondas y discos para diversas D. aplicaciones. Termómetros de resistencia Los termistores encuentran su principal uso en La medida de temperatura utilizando sondas de resistencia depende de la variación de resistencia en función de la temperatura, que la medición, compensación y control de temperatura, así como en la medición de diferencias de temperatura. es propia del elemento de detección. El elemento consiste, usualmente, en un arrollamiento de hilo muy fino del conductor adecuado bobinado F. Sensores de temperatura de semiconductor. El sensor de temperatura de semiconductor tiene funciones de transferencia que son entre capas de material aislante y protegido proporcionales a la temperatura en grados con un revestimiento de vidrio o de cerámica. Kelvin, Celsius o Fahrenheit. En la mayoría de El material que forma el conductor se las aplicaciones, la señal de salida alimenta un caracteriza por el llamado "coeficiente de comparador o un convertidor analógico a temperatura de resistencia" que expresa, a una digital (A/D) para convertir los datos de temperatura especificada, la variación de la temperatura a un formato digital. Los sensores resistencia en ohmios del conductor por cada desarrollados en este campo son analógicos y grado que cambia su temperatura (Ordaz, digitales con tensión de salida proporcional a 2022). la temperatura absoluta o a la temperatura en grados Celsius o Fahrenheit, sensibilidad 10 E. Termistores mV/°C y una exactitud de ± 1 °C dentro del intervalo -55 °C a 150 °C. Estos sensores Los pirómetros de radiación son dispositivos comenzaron a utilizarse en la protección de que miden la temperatura de un objeto sin componentes electrónicos que pueden dañarse necesidad de contacto físico, utilizando la por como radiación térmica que emite el objeto. Operan ordenadores, discos duros de ordenadores, según la ley de Stefan-Boltzmann, que cargadores de baterías y pantallas LCD. establece que la energía radiante emitida por Tienen la ventaja de ser pequeños, precisos y un cuerpo es proporcional a la cuarta potencia económicos, por lo que se espera que su uso de su temperatura absoluta, permitiendo en la industria aumente en el futuro. mediciones precisas incluso a temperaturas G. altas o bajas temperaturas, elevadas superiores a 1600°C. Termopares Existen diferentes tipos de pirómetros de Un termopar opera sobre el principio de radiación que operan en varios rangos del generar una corriente en un circuito cerrado espectro electromagnético. Por ejemplo, los conformado por dos metales diferentes con pirómetros infrarrojos detectan radiaciones en uniones a diferentes temperaturas (una unión el rango de 0.4 a 0.7 micras, lo que les permite de medición o caliente y una unión de medir un amplio rango de temperaturas, desde referencia o fría). -50°C hasta 4000°C. La corriente generada en el termopar es Estos instrumentos son altamente precisos y resultado versátiles, utilizados en diversas aplicaciones de dos efectos termoeléctricos combinados: el efecto Peltier, que causa la industriales, liberación o absorción de calor en la unión de temperatura de metales, materiales brillantes, los metales diferentes cuando circula una cerámica y grafito. Son especialmente útiles en corriente a través de ella, y el efecto Thomson, entornos donde los sensores convencionales no que consiste en la liberación o absorción de pueden ser utilizados, como en la protección calor cuando una corriente pasa a través de un de componentes electrónicos contra altas o metal un gradiente de bajas temperaturas. Los termopares se caracterizan mediante leyes, I.CONCLUSIONES curvas y tablas específicas, y su rendimiento - puede ser mejorado utilizando tubos de mantenimiento los instrumentos de medición protección adecuados seleccionados según las son fundamentales, así como su correcta condiciones de uso aplicación, homogéneo con como la medición de la temperatura. H. Pirómetros de radiación En la supervisión de procesos para el calibración, y mantenimiento. Existen muchos tipos de instrumentos de medición de temperatura, pero solo con el estudio de cada uno de ellos se puede determinar cuál o cuáles son los más confiables para un respectivo sistema, así también cual es más económico y funcional. IV.BIBLIOGRAFÍA - Ordaz J., 2022, Instrumentos Industriales: Medición De Temperatura Y Presión, Universidad Nororiental Privada“Gran Mariscal De Ayacucho”ViceRectorado Académico Facultad De Ingeniería - Creus A., 2010, Libro instrumentación industrial pág. 235 - Cornejo Alva, F. D., & Huertas Esquivel, C. J. Desarrollo de un sistema automático para el calentamiento y enfriamiento de la autoclave de la planta piloto de alimentos de la facultad de industrias alimentarias de la universidad nacional agraria la molina.
