SISTEMA DE TEMPERATURA

1. Cuando se usan la medida de temperatura mas frecuentemente?
Se utiliza en:

Motores:

E.G.T. Sistem Exhaust Gas Temperature
Se encarga de medir y registrar la temperatura de los gases de escape.

I.T.T.
Se encarga de medir la temperatura generada en el interior de las turbinas


Sistemas neumáticos
T.A.T. Total Air Temperature y O.A.T Out side Air Temperature ambos sistemas sensan la temperatura del medio ambiente.



2. Por que se usan para proteger a los motores?

Las termocuplas se utilizan para sensar la temperatura que se presentan en los motores en el interior de ellos (I.T.T.) como en la tobera de escape (E.G.T.) esto con el fin de prevenir sobrecalentamiento de las partes y evitar que el aceite pierda su viscosidad y propiedades y haya fricción de las partes.

3. Que es una termocupla?

Un termopar Es un dispositivo formado por la unión de dos metales distintos que produce un voltaje (efecto Seebeck), que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" o unión caliente o de medida y el otro denominado "punto frío" o unión fría o de referencia.
En Instrumentación industrial, los termopares son ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Su principal limitación es la exactitud ya que los errores del sistema inferiores a un grado Celsius son difíciles de obtener.
El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como las termopilas son muy usados en aplicaciones de calefacción a gas.

4. De que esta componentes esta compuesta una termocupla?

Tipo K

(Cromo (Ni-Cr) Chromel / Aluminio (aleación de Ni -Al) Alumel):
Con una amplia variedad de aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. Tienen un rango de temperatura de -200º C a +1.372º C y una sensibilidad 41µV/° C aprox. Posee buena resistencia a la oxidación.

Tipo E (Cromo / Constantán (aleación de Cu-Ni)):
No son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/° C.

Tipo J (Hierro / Constantán):
Debido a su limitado rango, el tipo J es menos popular que el K. Son ideales para usar en viejos equipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. El tipo J no puede usarse a temperaturas superiores a 760º C ya que una abrupta transformación magnética causa una descalibración permanente. Tienen un rango de -40º C a +750º C y una sensibilidad de ~52 µV/° C. Es afectado por la corrosión.

Tipo N (Nicrosil (Ni-Cr-Si / Nisil (Ni-Si)):
Es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/° C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300º C).

Tipo B (Platino (Pt)-Rodio (Rh)):
Son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1.800º C. Los tipo B presentan el mismo resultado a 0º C y 42º C debido a su curva de temperatura/voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50º C.

Tipo R (Platino (Pt)-Rodio (Rh)):
Adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1.300º C. Su baja sensibilidad (10 µV/° C) y su elevado precio quitan su atractivo.

Tipo S (Platino / Rodio):
Ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1.300º C, pero su baja sensibilidad (10 µV/° C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43° C).

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.


5. Cromel / Alumel

Cromel (+) 64% Níquel + 25% Hierro + 11% Cromo
Alumel (-) 94% Níquel + 3% Manganeso + 2% Aluminio + 1% Silicio

Características; La curva es lineal y presenta buena reproductibilidad hasta 1200 ° C proporcionando 0.04 mV/° C, contiene alta resistencia a la corrosión y a la oxidación, su rango es continuo hasta llegar a los 1300 ° C.

6. Practicas Standard de una termocupla?

7. Donde van las termocuplas instaladas?

En el sistema de temperatura de cabeza de cilindro (motores convencionales) se encuentra compuesto por dos plaquetas que pueden ser de cobre o costantan o hierro y costantan, las cuales van unidas en sus extremos a una arandela de la bujía trasera del cilindro del motor.

En el sistema de temperatura de gases de escape E.G.T. (motores a reacción) consta de 6 ondas que van instaladas 2 termocuplas las cuales van conectadas en paralelo a un alambrado que se encarga de llevar la señal eléctrica generadas por estos indicadores en la cabina de control, el calor de los gases de escape hace que las termocuplas generen una señal eléctrica la cual es enviada atreves de un alambre bifásico al respectivo indicador.


8. Como se mide una termocupla?

Desconecte el cable positivo del indicador y restablecer el avión mediante la conexión del circuito probador el clip positivo lleva a la terminal positiva en el indicador de clip y negativos a los positivos termopar plomo. Desde el termopar debe mantener el buen circuito de resistencia, la resistencia y establecer el VOLTAJE selector de funciones a cero ohmios.


Nota
El indicador, sensor de termopar, que conduce debe estar a temperatura ambiente a fin de que el potencial de la producción térmica millivoltage no agrega mucho a la salida de probador.

Encienda el indicador descrito en el manual de servicio y permita que se estabilice a temperatura ambiente durante 30 minutos en estas condiciones de alimentación. Si el indicador es auto-encendido, desconecte el circuito de la luz durante las pruebas. Utilice una corta longitud de cable de cobre para establecer un circuito entre el (+) toma de la norma sólo TESTER pines y los conectores (+) o cromel lado del alambre de conexión definida en el manual para el indicador. Del mismo modo un uso de corta duración o de alumel constantan alambre para formar un circuito entre el (-). Para mantener la calibración debe conectar el probador de resistencia de 42 ohmios.

Tipo
Denominación
Composición y símbolo
Rango de temperaturas (1) (en °C)
Diámetro del alambre apropiado (2)
F.e.m.en mV (3)

B
Platino-rodio 30% vs. platino-rodio 6%
PtRh 30% - PtRh 6%
0 ...1.500 (1.800)
0,35 y 0,5 mm
0...10,094 (13,585)



R
Platino-rodio 13% vs. platino
PtRh 13% - Pt
0...1.400 (1.700)
0,35 y 0,5 mm
0.16,035 (20,215)

S
Platino-rodio 10% vs. platino
PtRh 10% - Pt
0...1300(1.600)
0,35 y 0,5 mm
0...13,155 (15,576)

J
Hierro vs. constatán
Fe - CuNi
-200 ... 700 (900)
-200 ... 600 (800)
3 mm 1mm
-7.89 ... 39,130 (51,875)
-7.89 ... 33,096 (45,498)

K
Niquel-cromo vs. níquel (Chromel vs. Alumel )
NiCr - Ni
0...1000(1.300)
0 ... 900 (1.200)
3 ó 2 mm
1,38 mm
0...41,269 (52,398)
0...37,325 (48,828)

T
Cobre vs. constatán
Cu - CuNi
-200 ... 700 (900)
0,5 mm
-5,60 ... 14,86 (20,86)

E
Niquel-cromo vs. constatán (Chromel vs. constatán )
NiCr - CuNi
-200 ... 600 (800)
3 mm

-9,83 ... 53,11 (68,78)
-8,83 ... 45,08 (61,02)
(1) Los valores entre paréntesis son los admitidos en intervalos cortos (no permanentes )
(2) Los diámetros de alambres no son indicativos
(3) Valores de fem (mV) en función de º C , referencia junta fría 0º C.



9. Cuidados y mantenimiento de las termocuplas

Problemas de conexión
La mayoría de los errores de medición son causados por uniones no intencionales del termopar. Se debe tener en cuenta que cualquier contacto entre dos metales distintos creará una unión. Si lo que se desea es aumentar la longitud de las guías, se debe usar el tipo correcto del cable de extensión. Así por ejemplo, el tipo K corresponde al termopar K. Al usar otro tipo se introducirá una unión termopar. Cualquiera que sea el conector empleado debe estar hecho del material termopar correcto y su polaridad debe ser la adecuada. Lo más correcto es emplear conectores comerciales del mismo tipo que el termopar para evitar problemas.
Resistencia de la guía

Para minimizar la desviación térmica y mejorar los tiempos de respuesta, los termopares están integrados con delgados cables. Esto puede causar que los termopares tengan una alta resistencia, la cual puede hacer que sea sensible al ruido y también puede causar errores debidos a la resistencia del instrumento de medición. Una unión termopar típica expuesta con 0,25 mm. tendrá una resistencia de cerca de 15 ohmios por metro. Si se necesitan termopares con delgadas guías o largos cables, conviene mantener las guías cortas y entonces usar el cable de extensión, el cual es más grueso, (lo que significa una menor resistencia) ubicado entre el termopar y el instrumento de medición. Se recomienda medir la resistencia del termopar antes de utilizarlo.

Descalibración
La descalibración es el proceso de alterar accidentalmente la conformación del cable del termopar. La causa más común es la difusión de partículas atmosféricas en el metal a los extremos de la temperatura de operación. Otras causas son las impurezas y los químicos del aislante difundiéndose en el cable del termopar. Si se opera a elevadas temperaturas, se deben revisar las especificaciones del aislante de la sonda. Tenga en cuenta que uno de los criterios para calibrar un instrumento de medición, es que el patrón debe ser por lo menos 10 veces más preciso que el instrumento a calibrar.


Ruido
La salida de un termopar es una pequeña señal, así que es susceptible de error por ruido eléctrico. La mayoría de los instrumentos de medición rechazan cualquier modo de ruido (señales que están en el mismo cable o en ambos) así que el ruido puede ser minimizado al retorcer los cables para asegurarse que ambos recogen la misma señal de ruido. Si se opera en un ambiente extremadamente ruidoso, (Ej.: cerca de un gran motor), es necesario considerar usar un cable de extensión protegido. Si se sospecha de la recepción de ruido, primero se deben apagar todos los equipos sospechosos y comprobar si las lecturas cambian. Sin embargo, la solución más lógica es diseñar un filtro pasabajas (resistencia y condensador en serie) ya que es poco probable que la frecuencia del ruido (por ejemplo de un motor) sea menor a la frecuencia con que oscila la temperatura.
Voltaje en Modo Común

Aunque las señales del termopar son muy pequeñas, voltajes mucho más grandes pueden existir en el output del instrumento de medición. Estos voltajes pueden ser causados tanto por una recepción inductiva (un problema cuando se mide la temperatura de partes del motor y transformadores) o por las uniones a conexiones terrestres. Un ejemplo típico de uniones a tierra sería la medición de un tubo de agua caliente con un termopar sin aislamiento. Si existe alguna conexión terrestre pueden existir algunos voltios entre el tubo y la tierra del instrumento de medición. Estas señales están una vez más en el modo común (las mismas en ambos cables del termopar) así que no causarán ningún problema con la mayoría de los instrumentos siempre y cuando no sean demasiado grandes. Voltajes del modo común pueden ser minimizados al usar los mismos recaudos del cableado establecidos para el ruido, y también al usar termopares aislados.

10. Puente de weasthone, Década

El puente Wheatstone es un circuito inicialmente descrito en 1833 por Samuel Hunter Christie (1784-1865).

No obstante, fue el Sr. Charles Wheatestone quien le dio muchos usos cuando lo descubrió en 1843. Como resultado este circuito lleva su nombre. Es el circuito mas sensitivo que existe para medir una resistencia

El puente Wheatstone es un circuito muy interesante y se utiliza para medir el valor de componentes pasivos como las resistencias (como ya se había dicho). El circuito es el siguiente: (puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa, recomendable no más de 12 voltios)
Cuando el puente se encuentra en equilibrio:R1 = R2 y Rx = R3 de donde.... R1 / Rx = R2 / R3

En este caso la diferencia de potencial (la tensión) es de cero "0" voltios entre los puntos A y B, donde se ha colocado un amperímetro, que muestra que no pasa corriente entre los puntos A y B (0 amperios)

Cuando Rx = R3 VAB = 0 voltios y la corriente = 0 amperios
Si no se conoce el valor de Rx, se debe equilibrar el puente variando el valor de R3. Cuando se haya conseguido el equilibrio Rx será igual a R3 (Rx = R3). R3 debe ser una resistencia variable con una carátula o medio para obtener valores muy precisos.

Ejemplo:
Si R1 y R2 = 1 KΩ (Kilohmio) y R3 = 5 KΩ, Rx deberá de 5 KΩ para lograr que el voltaje entre A y B (VAB) sea cero (corriente igual a cero)

Así, basta conectar una resistencia desconocida (Rx) y empezar a variar R3 hasta que la corriente entre A y B sea cero. Cuando esto suceda, el valor de RX será igual al valor de R3
Una aplicación muy interesante del puente Wheatstone en la industria es como sensor de temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus resistencia de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas).

Es en el amperímetro donde se ve el nivel o grado de desbalance o diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real.

También se utiliza en los sistemas de distribución de energía eléctrica donde se lo utiliza para detectar roturas o fallas en las líneas de distribución