Conjuntos de sensores de temperatura
La medición exacta de la temperatura y el control de la temperatura son necesarios por distintos motivos, como la seguridad, la estabilidad de los materiales, la optimización de los beneficios y la calidad. De hecho, la temperatura es el valor más medido en todos los procesos.
Dependiendo de la aplicación, normalmente se utilizan termopares o sensores RTD para la medición de la temperatura en la industria, si bien también pueden utilizarse otros tipos de sensores, como los termistores, los sensores IR o los dispositivos semiconductores.
Los termopares y los sensores RTD son dispositivos inherentemente frágiles que son susceptibles a las fuerzas mecánicas y las interferencias eléctricas.
Como los sistemas de control industriales se basan en señales de entrada estables y exactas libres de ruidos e interferencias externas, es necesario proteger los sensores de temperatura de las fuerzas externas presentes en el punto de medición, como pueden ser la presión o las vibraciones.
Normalmente, los sensores de temperatura se protegen mediante la introducción del elemento sensor frágil en una cubierta protectora que se cubre con un recubrimiento cerámico en polvo. Esto protege el sensor contra las vibraciones y los agentes potencialmente agresivos de los procesos que dañarían el elemento.
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| Sensor Pt100 con cubierta de acero inoxidable y cable flotante | Sensores de termopar con cubierta de acero inoxidable y conexiones enchufables |
Para completar un conjunto de sensores de temperatura normalmente se instalaría un cabezal de conexión en el sensor. Esto permite conectar los cables del sensor a un bloque de terminales o a un transmisor de temperatura. Hay disponibles distintos tipos de cabezales dependiendo de la aplicación y de si el conjunto de sensores de temperatura está ubicado en un área peligrosa. Si se instala un transmisor de temperatura, también debe disponer de certificación ATEX en caso de instalarse en un área peligrosa.
Selección de tipos de cabezal estándar
Cortesía de www.kp-as.com
Para que los sensores sean adecuados para el control de procesos industriales, necesitan materiales de construcción específicos, conexiones de proceso y dimensiones específicas para cada aplicación. Hay disponible una gran variedad de conjuntos de sensores estándar en la industria, que pueden personalizarse para cubrir los requisitos exactos del proceso.
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| Sensor de temperatura con cabezal de conexión para transmisor | Sensor de temperatura con conexión a proceso roscada | Sensor de temperatura para la industria alimentaria |
| Cortesía de www.kp-as.com |
A menudo se instala un transmisor de temperatura "de montaje en cabezal" en el interior del cabezal de conexión. El transmisor amplifica la señal de sensor de nivel bajo y garantiza la transmisión de una señal exacta y estable al sistema de control. Se recomiendan los transmisores de temperatura aislados, ya que mejoran aún más la calidad de la señal filtrando el ruido y las interferencias electromagnéticas.
Otras ventajas de utilizar un transmisor de temperatura son la capacidad de linealizar la señal y la opción de incluir un display local, como en el caso del transmisor de montaje sobre el terreno 7501.
Si no, es posible instalar un bloque de terminales en el cabezal de conexión y enviar la señal del sensor a un transmisor de temperatura de montaje en carril DIN. En este caso, es necesario tener muy en cuenta las interferencia inducidas y la degradación de la señal del sensor. Esto sucede a menudo en el caso de las longitudes de cable prolongadas entre el sensor y el transmisor de temperatura.
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| Transmisor de temperatura de 2 hilos HART 7 de montaje en cabezal PR 5437A | Transmisor de temperatura de 2 hilos HART de montaje en carril DIN PR 6337A | Transmisor de temperatura HART de montaje sobre el terreno PR 7501 |
También hay disponibles transmisores que admiten una integración sencilla en esquemas de bus de campo y digitales como HART, Foundation Fieldbus, Profibus e IO link. El transmisor de montaje en cabezal PR 5350 y los transmisores de montaje en carril DIN PR 6350 admiten Foundation Fieldbus y Profibus PA en el mismo dispositivo, mientras que PR 5335, 5337, 5437, 6335, 6337 y 6437 son transmisores de temperatura HART.
Aunque estos conjuntos de sensores pueden utilizarse directamente, las aplicaciones industriales suelen exigir que el sensor de temperatura pueda sustituirse fácilmente, que pueda introducirse en ubicaciones de difícil acceso o que se expongan a presiones y caudales que pueden provocar daños.
Los depósitos de almacenamiento y las tuberías, por ejemplo, exigen que un sensor de temperatura pueda sustituirse fácilmente sin escapes del material del proceso o la necesidad de drenar el sistema. Esto se soluciona utilizando termopozos o Thermo pockets.
Los termopozos sirven para proteger los sensores de temperatura contra la presión excesiva, los caudales altos y los efectos de la corrosión. Además, permiten sustituir el sensor sin tener que drenar el sistema o el proceso. Los termopozos diseñados para aplicaciones de alta presión suelen estar mecanizados en barra para garantizar su integridad. Los termopozos para el uso en entornos de baja presión pueden estar fabricados con tubos con un extremo cerrado con soldadura. El termopozo suele instalarse en el proceso mediante una conexión roscada o con soldadura. A continuación se introduce el sensor de temperatura en el termopozo y se fija.
Dependiendo de la aplicación, el termopozo debe especificarse de forma que cumpla los requisitos técnicos del proceso.
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| Termopozo con cuerpo de barra con conexión de proceso roscada |
Termopozo fabricado con conexión de proceso roscada |
Termopozo con soldadura con cuerpo de barra |
| Cortesía de www.kp-as.com |
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