2.11.2 Sistema de Indicacion de Temperatura

1.Cuando se usan la medida de temperatura mas frecuentemente?

Se usan en los motores indicando permanentemente la temperatura que se genera en el interior de sus cilindros lo cual permite conocer si la mezcla de aire y combustible que llega al interior cumple con la norma establecida para su rendimiento.
En el sistema de aceite del motor, sistema neumatico,EGT(Exhaust Gas Temperature),ITT.

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

Por que cuando el motor empieza a funcionar monitorea permanentemente la temperatura que se genera en la camara de cmbustion asi controlando el efecto calorifico que se ejerce previniendo cualquier incendio y fundicion del motor.
Igualmente sirve para monitorear que el aceite no pierda sus propiedades y este lubricando los sistemas de una buena forma.

3.Que es una termocupla?

Son dispositivos termoelectricos que producen señales electricas de DC y estan fabricadas por plaquetas de cromel (64% niquel + 25% hierro +11%cromo) y alumel (94% niquel + 3% manganesio + 2% aluminio +1% silicio) la curva es lineal y presenta buena reproductibilidad hasta 1200°c proporcionando 0,04 mV°c ,contiene alta resistencia a la corrosion y a la oxidacion.

4.De que componentes esta compuesta una termocupla?

Estan compuestas por :
TIPO J (Hierro positivo y constantan negativo)
TIPO K (Cromel positivo y Alumel negativo)

5.Cromel / Alumel

cromel (64% niquel + 25% hierro +11%cromo) y alumel (94% niquel + 3% manganesio + 2% aluminio +1% silicio) la curva es lineal y presenta buena reproductibilidad hasta 1200°c proporcionando 0,04 mV°c ,contiene alta resistencia a la corrosion y a la oxidacion.




6.Practicas Standard de una termocupla?

Termocupla
Rango
Clase 1 . Desviación máxima (+ ) (1)
Cobre vs. Cobre-níquel, Tipo T
-40 a + 350°C
0, 5 °C ó 0,004 (t)
Hierro vs. cobre- níquel, Tipo J
-40a+ 750 °C
1,5 °C ó 0,004 (t)
Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K
- 40 a 1.000 °C
1,5 °C ó 0,004 (t)
Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R .
0 a + 1.600°C
1 °C ó 1 + 0,003 (t - 1. 100)°C
Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S
0 a + 1. 600°C
1 °C ó 1 + 0,003 ( t - 1.100)°C
Platino-rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B
--

Termocupla
Rango
Clase 2 . Desviación máxima (+ ) (1)
Cobre vs. cobre-níquel, Tipo T
-40a+ 350°C
1°C ó 0,0075(t)
Hierro vs. cobre-níquel, Tipo J
-40a+ 750 °C
2,5 °C ó 0,0075 (t)
Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K
- 40 a + 1.200°C
2. 5 °C ó 0.0075 (t)
Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R
0 a + 1.600 °C
1,5 °C ó 0,0025 (t)
Platino- rodio 10% vs. platino, Tipo S
0 a + 1.600 °C
1,5 °C ó 0,0025 (t)
Platino- rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B
+ 600 a + 1700 °C
1,5 °C ó 0,0025 (t)
Termocupla
Rango
Clase 3(2) . Desviación máxima (+ ) (1)
Cobre vs. Cobre-níquel, Tipo T
-200 a + 40 °C
1 °C ó 0,015 (t)
Hierro vs. cobre- níquel, Tipo J
-200 a + 40 °C
2,5 °C ó 0,015 (t)
Níquel-cromo vs. níquel, Tipo K
-200 a + 40 °C
2,5 °C ó 0,015 (t)
Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R
--
--
Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S
--
--
Platino-rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B
+600 a + 1.700 °C
4 °C ó 0,005 (t)
(1) La desviación máxima debe ser calculada como el mayor valor de las dos expresiones: el valor en °C o su equivalente calculado reemplazando (t) por la temperatura en cuestión.
(2) Normalmente, las termocuplas y los cables compensados se suministran con tolerancias especificadas por encima de -40 °C. Para termocuplas utilizadas por debajo de -40 °C . debe entenderse que sus tolerancias son para ese material mayores qué ¡as especificadas en Clase 3.

http://www.sapiensman.com/medicion_de_temperatura/termocuplas.htm

7.Donde van las termocuplas instaladas?

Van instaladas en el interior de seis sondas que estan alrededor del ducto de escape de la turbina .


8.Como se mide una termocupla?

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 WHEATSTONE.

Un puente de Wheatstone es un instrumento eléctrico de medida inventado por. Samuel Hunter Christie en 1832, mejorado y popularizado por Sir Charles Wheatstone en 1843. Se utiliza para medir resistencias desconocidas mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo medida.
Descripción


Figura 1.-Disposición del Puente de Wheatstone
La Figura 1 siguiente muestra la disposición eléctrica del circuito y la Figura 2 corresponde a la imagen real de un puente de Wheatstone típico.
En la Figura 1 vemos que, Rx es la resistencia cuyo valor queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, además la resistencia R2 es ajustable. Si la relación de las dos resistencias del brazo conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el voltaje entre los dos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente alguna entre esos dos puntos C y B.
Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta alcanzar el punto de equilibrio. La detección de corriente nula se puede hacer con gran precisión mediante el galvanómetro V.
La dirección de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R2 es demasiado alta o demasiado baja. El valor de la F.E.M. (E) del generador es indiferente y no afecta a la medida.


Figura 2.- Imagen de un Puente de Wheatstone típico
Cuando el puente esta construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual a R1 en condición de equilibrio. (corriente nula por el galvanómetro).
Asimismo, en condición de equilibrio siempre se cumple que:
Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisión, el valor de Rx puede ser determinado igualmente con precisión. Pequeños cambios en el valor de Rx romperán el equilibrio y serán claramente detectados por la indicación del galvanómetro.
De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para calcular el valor de Rx siendo este procedimiento más rápido que el ajustar a cero la corriente a través del medidor.
Variantes
Variantes del puente de Wheatstone se pueden utilizar para la medida de impedancias, capacidades e inductancias
La disposición en puente también es ampliamente utilizada en instrumentación electrónica. Para ello, se sustituyen una o más resistencias por sensores, que al variar su resistencia dan lugar a una salida proporcional a la variación. A la salida del puente (en la Figura 1, donde está el galvanómetro) suele colocarse un amplificador.

http://es.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Wheatstone