Uno de los parámetros físicos más importantes que se estudian, observan y corrigen con mayor frecuencia, ya sea en la vida cotidiana de una persona, los ciclos de producción o la investigación de laboratorio, es el indicador de temperatura. Dependiendo de las propiedades, las características técnicas y el mecanismo determinante de la operación, existe una cierta clasificación de los dispositivos de medición de temperatura en tipos separados: dispositivos líquidos convencionales o medidores electrónicos y láser complejos y avanzados, que son una alternativa digna al familiar termómetro doméstico. Por supuesto, el lugar de aplicación de dichos dispositivos es un factor fundamental y decisivo.
Tipos de instrumentos para medir la temperatura
Los dispositivos para llevar a cabo la investigación necesaria, incluido un dispositivo para medir la temperatura del aire, difieren en diseño, así como en el principio de funcionamiento, queutilizado para las mediciones. Uso suficientemente generalizado en termómetros de contacto y remotos, también llamados pirómetros. Además, la clasificación de los grupos de instrumentos de medición de temperatura:
- Termómetros de expansión líquida de vidrio y metal, que trabajan en la propiedad de cambiar el volumen de los cuerpos a diferentes temperaturas. Su rango de acción es de -190 a +500 °С.
- Termómetros manométricos que utilizan la relación entre el cambio de temperatura de una sustancia gaseosa colocada en un volumen cerrado y la presión. Trabaja a valores de -160 a +600 °C.
- Los termómetros de resistencia eléctrica funcionan basándose en la capacidad de los materiales conductores para cambiar la resistencia eléctrica a medida que se calientan y se enfrían. Eficaz a temperaturas de -200 a +650 °С.
- Convertidores termoeléctricos - termopares. Están involucrados en el rango de 0 a +1800 °C. Estos instrumentos de medición de temperatura utilizan la propiedad de dos metales y aleaciones de metales diferentes para generar una fuerza electromotriz cuando cambia la temperatura de la unión.
- Dispositivo para determinar la temperatura de +100 a +2500 °С - pirómetro de radiación (fotoeléctrico, óptico, radiación). La acción se debe al hecho de que el indicador fijo afecta la cantidad de calor irradiado por el cuerpo. Se refiere al tipo de medición sin contacto. Hay pirómetros estacionarios y móviles, de baja y alta temperatura.
Termómetros y sensores
Según otra clasificación de dispositivos de termofijaciónse dividen en termómetros y sensores de temperatura.
Los primeros son instrumentos mecánicos, incluidos medidores de gas, bimetales, medidores de temperatura de vidrio y controladores combinados.
Los sensores térmicos son dispositivos electrónicos avanzados ultraprecisos para fijar lecturas de temperatura en líquidos y sólidos. Estos deben incluir termómetros de resistencia, termopares, transductores de lecturas de sensores y dispositivos de señalización equipados con mecanismos de relé.
Los últimos detectores térmicos están equipados con una interfaz USB, memoria para guardar y analizar estudios y un puntero láser.
Medidores de temperatura del agua
Cada dispositivo individual para medir la temperatura del agua, soluciones frías y calientes se caracteriza por un principio de funcionamiento especial. Hay dispositivos universales que también son adecuados para medir indicadores de aire.
Termómetros líquidos
Los medidores de líquido de vidrio son conocidos como los termómetros más elementales y precisos, que están disponibles en recto y en ángulo. Y el ámbito de su aplicación es el análisis de equipos tecnológicos, así como servicios públicos (mediciones en tuberías). Los dispositivos son adecuados para valores de -35 a +600 ° C, y el mercurio se usa con mayor frecuencia como elemento sensible, y las lecturas se registran en una escala.
Según el lugar de aplicación y las características estructurales, se distinguen dispositivos médicos, técnicos, de electrocontacto, líquidos, de barra y otros.
Se selecciona un dispositivo específico para medir la temperatura del agua teniendo en cuenta el error de medición permisible.
Dispositivos para determinar la temperatura del aire
El primer dispositivo para medir la temperatura del aire es un termómetro de vidrio, cuyo elemento líquido activo puede ser mercurio, alcohol etílico, tolueno y otras sustancias.
Los medidores de mercurio de alta precisión son de varilla y tienen una escala de vidrio incrustada. Están en demanda en la investigación de laboratorio en varios campos de producción y medicina. El termómetro de barra está equipado con un tubo capilar graduado transparente resistente al calor, y el segundo tipo de medidores se caracteriza por el hecho de que las divisiones de la escala están ubicadas detrás de él en una placa separada, y todo el mecanismo está protegido por una caja hecha de vidrio duradero.
Si hay contactos eléctricos en el dispositivo, se denomina alarma térmica, y el líquido sensible dentro del tanque y el capilar muestran la temperatura real del espacio circundante.
Características de termostatos y alarmas
Además de los anteriores, existen otros dispositivos para medir la temperatura. Por ejemplo, como controladores de temperatura y dispositivos de señalización, los dilatómetros de varilla se utilizan con partes sensibles hechas de aleaciones de metales diferentes, que se alargan cuando se calientan en una cantidad diferente.
El mismo principio caracteriza a otro tipo de termómetro: bimetálico, con un resorte insertado sensible a la temperatura soldado a un par de metalesPlacas con diferente dilatación térmica. En el proceso de calentamiento, el resorte se dobla hacia la placa de menor coeficiente térmico y el indicador de temperatura requerido se encuentra por la magnitud de la curvatura.
Electrotermómetro
Para el registro remoto de los parámetros térmicos del ambiente en el rango de -15 a +125 °C, un dispositivo de medición de temperatura sin contacto, un electrotermómetro de aspiración, es excelente. Su dispositivo incluye un medidor y un sensor conectados entre sí por un cable.
El elemento sensor es el cable de cobre más delgado del sensor, enrollado en espiral en un marco de filamento.
¿Qué son los aparatos para medir la temperatura corporal?
La temperatura corporal se mide habitualmente con un termómetro. Pero hoy en día hay muchos otros termómetros que difieren en apariencia y principios básicos de funcionamiento.
Los dispositivos más comunes a los que pertenece nuestro termómetro funcionan con la expansión térmica del mercurio, el queroseno, el alcohol y otros líquidos. Son económicos, prácticos y razonablemente precisos, especialmente los de mercurio, aunque el contenido venenoso en la frágil caja de vidrio conlleva cierto riesgo.
Un dispositivo electrónico o digital para medir la temperatura corporal muestra el valor deseado gracias al sensor incorporado, pero su costo es mucho más alto que el precio de los "colegas" líquidos. Estos termómetros son de contacto.
Los pirómetros infrarrojos no requieren contacto directo conpersona, actuando a distancia. Un sensor ultrasensible lee la cantidad de radiación en 2-15 segundos y muestra el resultado en la pantalla. Estos instrumentos de medición de temperatura sin contacto son perfectos para familias con niños pequeños, situaciones de enfermedad para dormir, etc. Además, son aplicables a la cocina doméstica, y los tipos más potentes se utilizan en energía eléctrica, obras de construcción, metalurgia y otras industrias.
Cuando se necesita un pirómetro remoto
A menudo hay situaciones en las que es imposible o simplemente inconveniente medir la temperatura por contacto. Es en tales casos que necesitará un pirómetro, un dispositivo para medir la temperatura a distancia, a saber:
- al medir indicadores de cuerpos muy calientes o un ambiente tóxico;
- con difícil acceso, y con un pequeño error, se pueden realizar mediciones a una distancia de decenas de metros;
- al observar mecanismos en movimiento, y esto tomará una fracción de segundo;
- al diagnosticar la seguridad eléctrica de un edificio, cuando dicho medidor es conveniente para el escaneo remoto en numerosas áreas remotas.
Qué dispositivos pueden medir la temperatura del metal
En la industria metalúrgica, las aleaciones de metal fundido requieren un instrumento resistente para medir altas temperaturas.
Los pirómetros ya descritos anteriormente se consideran como tales. Fijan la radiación de calor a distancia,caracterizando la temperatura real del metal. En condiciones difíciles de indicadores de temperatura ultra alta, el método sin contacto es ideal. La pantalla LCD muestra los siguientes datos:
- temperatura real Fahrenheit y Celsius;
- temperaturas fronterizas;
- carga de la batería.
La precisión máxima de la variable medida solo se puede lograr cuando no hay interferencia entre el objeto y el instrumento remoto en forma de vapores o sólidos que absorben calor. Si es necesario tomar medidas de la aleación metálica en la cuchara de transporte o durante el embotellado, se debe aceptar la condición de que el indicador de temperatura sea menor que el real y se determine mediante cálculos.
Para evitar la inexactitud de este método, se utiliza otro dispositivo para medir la temperatura del metal, a saber, el simulador de cuerpo negro. Se sumerge en la masa fundida y se presenta en forma de tubo con el extremo sellado o abierto, cono hueco o copa de metal refractario. De cualquier manera, el medidor de temperatura debe tener una resistencia superior al calor, resistencia química y excelente conductividad térmica para brindar lecturas excepcionalmente precisas.
Medición de la temperatura del motor
La operación a largo plazo, así como las reparaciones periódicas de máquinas y mecanismos, requieren la presencia de equipos especiales, que incluyen un dispositivo para medir la temperatura del motor. Estos incluyen termopares, termistores y termómetros de expansión.
Termopares: muy prácticos y anchosdispositivos conocidos entre los automovilistas para medir la temperatura de las superficies, los devanados y la cavidad interna del motor. Con estos sensores de temperatura, puede registrar datos incluso en áreas del motor de difícil acceso, en ranuras y núcleos. Son dos hilos aislados de diferente metal con los extremos soldados por un lado, que se colocan en un determinado punto de medida. Los segundos extremos están conectados a un milivoltímetro y a un termómetro, y la suma de sus lecturas determina el valor real de la temperatura.
Los termómetros de expansión de mercurio y alcohol son muy convenientes para tomar las medidas necesarias en áreas accesibles: el devanado, la superficie abierta de varias partes, así como el flujo de aire que sale (o entra) del motor. Los termistores en forma de bobinado de alambre de cobre se montan simultáneamente en varios lugares del motor, encendiéndolos a su vez, tomando lecturas fijas y determinando el valor promedio.
Instrumentos secundarios utilizados en la medición de temperatura
Intentemos definir qué es un dispositivo de medición de temperatura secundario industrial. De hecho, este dispositivo automático es una adición importante al medidor principal, capturando y convirtiendo los indicadores registrados en una forma legible. Es necesario para la implementación de un control claro, señalización y regulación oportuna de la temperatura en aquellos casos excepcionales cuando ocurren desviaciones de los parámetros especificados por las condiciones de operación. Los aparatos eléctricos secundarios fijos y portátiles se separan por separado.
Usualmente electrodomésticos secundariospara medir la temperatura tienen una caja protectora de acero duradero y están equipados con una escala graduada. Los valores se registran de acuerdo con el diagrama registrado de termopares, galgas extensométricas, termómetros de resistencia, convertidores y otros dispositivos.
Teniendo en cuenta las diversas formas de presentar la información, los dispositivos secundarios deben dividirse en grabación e indicación, monocanal y multicanal, función dual y rango único. En presencia de un mecanismo de señalización, estos dispositivos indican instantáneamente un cambio de temperatura inaceptable que es diferente del valor requerido. Esto ayuda a mantener el flujo lógico de todas las reacciones y procesos tecnológicos en los que están involucrados.
Con toda la variedad de dispositivos que registran los indicadores de temperatura de gases, líquidos y sólidos, uno debe abordar seriamente la elección del dispositivo deseado. Los factores principales que deben tenerse en cuenta son los límites permisibles de los valores de temperatura, la distancia máxima a la que se pueden realizar las mediciones (observación), la precisión. Y, por supuesto, se tiene en cuenta el alcance del uso de un tipo particular de termómetro.
