Fundamentos de Instrumentación Industrial y Medición de Temperatura

Instrumentación Industrial: Conceptos Fundamentales

La instrumentación se refiere a la medición y control de procesos. Un instrumento es un dispositivo que mide o manipula variables de un proceso. Las más comunes son:

• Presión: absoluta o diferencial.
• Temperatura.
• Nivel: de líquidos o sólidos.
• Caudal: másico o volumétrico.
• Posición: (ej. desalineamiento, estado abierto/cerrado de válvulas).
• Velocidad.
• Peso.

También se pueden identificar los actuadores, tales como:

• Válvulas solenoides.
• Válvulas analógicas.
• Actuadores eléctricos.

Los instrumentos para las variables más comunes pueden representar entre el 90% y el 95% de la instrumentación de una planta. Estos incluyen elementos tan simples como interruptores de posición (switches), válvulas solenoides (on/off, discretas), válvulas de control (analógicas) y transmisores de presión, nivel y temperatura.

Medición de Temperatura: Tipos y Principios

Termómetros

El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención, ha evolucionado significativamente, principalmente con el desarrollo de los termómetros electrónicos digitales.

Termocuplas

Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se construye con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (generalmente soldados). Al aplicar temperatura en la unión de los metales, se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los milivoltios, el cual aumenta con la temperatura.

Termómetros de Resistencia (RTD)

Son transductores de temperatura que se basan en la dependencia de la resistencia eléctrica de un material con la temperatura. Es decir, son capaces de transformar una variación de temperatura en una variación de resistencia eléctrica.

Termistores

Es un semiconductor que varía el valor de su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Existen dos clases de termistores: NTC y PTC.

Tipo NTC

(Negative Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor decrece a medida que aumenta la temperatura. Son resistencias con coeficiente de temperatura negativo, constituidas por un cuerpo semiconductor.

Tipo PTC

(Positive Temperature Coefficient) es una resistencia variable cuyo valor aumenta a medida que se incrementa la temperatura.

Los termistores PTC se utilizan en una gran variedad de aplicaciones: limitación de corriente, como sensores de temperatura, en desmagnetización y para la protección contra el recalentamiento de equipos, tales como motores eléctricos. También se utilizan en indicadores de nivel, para provocar retardos en circuitos, como termostatos y como resistores de compensación.

Termómetros de Bulbo Húmedo y Seco (Psicrómetros)

Es un tipo especial de higrómetro, conocido como psicrómetro, que consiste en dos termómetros: uno mide la temperatura con el bulbo seco y el otro con el bulbo húmedo.

Los líquidos más usados son el alcohol y el mercurio. El alcohol tiene la ventaja de poseer un coeficiente de expansión más alto que el del mercurio, pero está limitado a mediciones de baja temperatura debido a que tiende a hervir a temperaturas elevadas. El mercurio no puede usarse por debajo de su punto de congelación (-37.8°C).