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Los instrumentos de medición por termopar son dispositivos electrónicos que registran la tensión generada por un termopar integrado en un sensor y la convierten en un valor de temperatura y lo muestran en la pantalla.

El termopar utilizado para la medición es un sensor de temperatura basado en un principio físico: el llamado efecto Seebeck.

A continuación encontrará la funcionalidad y los ámbitos de aplicación de los instrumentos de medición por termopar, así como sus ventajas, limitaciones y retos a la hora de utilizarlos:

Cómo funcionan los instrumentos de medición por termopar:

1. Están diseñados para medir de forma fiable la baja tensión creada por el efecto Seebeck y convertirla en una lectura de temperatura.
   Cuando dos metales diferentes se conectan por un extremo y existe una diferencia de temperatura entre los puntos de conexión, se genera una pequeña tensión eléctrica. Esta tensión es proporcional a la diferencia de temperatura entre el punto de medición del llamado "punto caliente" y el punto de referencia del "punto frío" o punto de referencia.
   El corazón del dispositivo es un sistema electrónico muy sensible que puede medir con precisión la tensión termoeléctrica generada. Esta tensión suele ser minúscula y sólo varía en el rango de unos pocos microvoltios por grado Celsius, dependiendo del tipo de termopar y de la temperatura.
2. Como los termopares sólo miden diferencias de temperatura, el dispositivo debe saber lo caliente o fría que está la unión de referencia, por ejemplo, los terminales del dispositivo de medición. Los dispositivos modernos utilizan un sensor de temperatura integrado, normalmente un sensor semiconductor o de resistencia, para detectar esta temperatura e incluirla automáticamente en el cálculo. Sin esta denominada "compensación de la unión fría", la temperatura medida sería inexacta o inútil.
3. La tensión suministrada por el termopar se convierte en valores de temperatura mediante curvas características normalizadas. Estas curvas características están normalizadas internacionalmente para cada tipo de termopar, por ejemplo, tipo K, J, T, S. La conversión suele realizarse electrónicamente mediante algoritmos de cálculo digitales en el dispositivo de medición.
4. El dispositivo de medición muestra la temperatura calculada en una pantalla o la transmite a un sistema de nivel superior, por ejemplo a través de interfaces como USB, Ethernet, salidas analógicas, p. ej. 4-20 mA, o protocolos digitales como Modbus o Profibus.

Campos de aplicación de los instrumentos de medición por termopar

Los termopares se utilizan en muchas áreas de la tecnología y la ciencia debido a su robustez, diseño sencillo y amplios rangos de temperatura. Por ello, los dispositivos de medición por termopar también son muy versátiles.

1. Aplicaciones industriales:
En la metalurgia, la fabricación de vidrio, la cerámica y otros procesos de alta temperatura, los termopares se utilizan para supervisar y controlar hornos de fusión, equipos de curado o cámaras de secado.
En estos entornos, los dispositivos de medición suelen estar instalados de forma permanente y diseñados para condiciones extremas.

2. Tecnología de calefacción, ventilación y aire acondicionado:
Los termopares se utilizan para controlar las temperaturas de los gases de escape, los procesos de combustión o las superficies de calentamiento.
Los dispositivos de medición portátiles se utilizan para el mantenimiento o la inspección in situ.

3. Ingeniería mecánica y del automóvil:
En los bancos de pruebas de motores o sistemas de escape, los termopares registran las temperaturas de componentes críticos.
Los dispositivos de medición suelen formar parte de sistemas de medición automatizados o bancos de pruebas.

4. Investigación y desarrollo:
Los dispositivos de medición por termopar se utilizan en laboratorios para analizar con precisión procesos térmicos, por ejemplo en ensayos de materiales, reacciones químicas o en el campo de la termodinámica.

5. Tecnología alimentaria y farmacéutica:
Durante la pasteurización, la esterilización o el enfriamiento se requieren registros precisos de la temperatura.
Los dispositivos de medición por termopar, a menudo en combinación con registradores de datos, garantizan una documentación conforme a las normas.

Ventajas de los instrumentos de medición por termopar

• Los dispositivos suelen ser fáciles de usar, de respuesta rápida y adecuados para una amplia gama de aplicaciones.
• Pueden medir temperaturas muy altas o muy bajas, a menudo en un rango comprendido entre menos de -200 °C y más de +1800 °C, según el tipo.
• Son mecánicamente robustos y ocupan poco espacio.

Limitaciones y retos de los instrumentos de medición por termopar:

• Los dispositivos de medición por termopar deben trabajar con gran sensibilidad y precisión, ya que manejan tensiones extremadamente bajas.
• Las interferencias eléctricas, por ejemplo de campos electromagnéticos o malas conexiones de los cables, pueden distorsionar la medición.
• El envejecimiento o los cambios químicos de los cables del termopar también pueden afectar a la precisión.
• Por lo tanto, la calibración y el mantenimiento periódicos son importantes, especialmente en aplicaciones de seguridad o de alta precisión.

En general, los instrumentos de medición de termopares son herramientas indispensables en la tecnología de medición de temperatura. Ofrecen una combinación de versatilidad, fiabilidad y rentabilidad, especialmente cuando existen grandes rangos de temperatura o condiciones ambientales adversas.

Estos son los criterios más importantes que debe tener en cuenta a la hora de comprar instrumentos de medición por termopar:

A la hora de comprar instrumentos de medición por termopar, es fundamental fijarse no sólo en el precio, sino también en una serie de criterios técnicos, funcionales y específicos de la aplicación. Los dispositivos de medición por termopar son componentes fundamentales en la supervisión de procesos, el aseguramiento de la calidad o la investigación, por lo que las decisiones equivocadas suelen repercutir directamente en la calidad, la seguridad o la eficiencia del producto.

• Los termopares están disponibles en distintos tipos, por ejemplo K, J, T, S, R, N, B, que cubren diferentes rangos de temperatura, precisiones y campos de aplicación.
• Antes de comprarlo, hay que asegurarse de que el dispositivo de medición admite exactamente los tipos que se utilizan en funcionamiento, idealmente varios al mismo tiempo si se supervisan simultáneamente distintos procesos.
• Dependiendo de la aplicación, es crucial disponer de un amplio rango de temperaturas o de una precisión de medición especialmente alta. Por regla general, cuanto más precisa sea la aplicación, por ejemplo, en el sector farmacéutico, la investigación o los laboratorios de calibración, más importante es una desviación de medición baja.
• Es aconsejable prestar atención a la incertidumbre de medición especificada en °C o % del valor medido - y si ésta permanece constante en todo el rango.
• La compensación precisa y automática de la unión fría es esencial para obtener resultados de medición fiables. Los dispositivos baratos suelen utilizar métodos de compensación imprecisos o sensibles a la temperatura, lo que provoca desviaciones. Los dispositivos de alta calidad tienen sensores integrados con una electrónica estable que minimiza la deriva de temperatura.
• Para procesos con varios puntos de medición, tiene sentido elegir dispositivos que puedan procesar varios termopares simultáneamente. Dependiendo de la aplicación, puede ser importante que el dispositivo sea ampliable modularmente o que procese diferentes tipos de entrada simultáneamente, por ejemplo, termopares, Pt100, 4-20 mA.
• En la tecnología de automatización o en los laboratorios conectados en red, la conexión a sistemas de nivel superior es importante. Los dispositivos profesionales ofrecen interfaces como USB, Ethernet, RS485, Modbus, Profibus o salidas de señales analógicas. En el caso de las redes digitales, también debe tenerse en cuenta la compatibilidad con sistemas SCADA, PLC o MES.
• Si la trazabilidad o el control de procesos desempeñan un papel, son importantes funciones como el registro de datos, el sellado de tiempo, las funciones de alarma, la ampliación de memoria o las opciones de exportación.
• Algunos dispositivos permiten exportar los datos de medición directamente a memorias USB o a través de conexiones de red. Especialmente en la industria farmacéutica o alimentaria, las normativas suelen exigir este tipo de funciones.
• En función del entorno operativo, el dispositivo debe ser resistente al polvo, a las salpicaduras o al calor. En entornos industriales, es importante un diseño robusto con una carcasa resistente, por ejemplo IP65 o superior. En atmósferas potencialmente explosivas pueden ser necesarias versiones especiales con certificación ATEX.
• Los dispositivos profesionales deben poder calibrarse, es decir, disponer de funciones de calibración interna o externa, o ser fáciles de contrastar con normas certificadas.
• Es una ventaja si el dispositivo ya se suministra con un certificado de calibración de fábrica o ISO. Para las industrias reguladas (por ejemplo, tecnología médica, aviación, productos farmacéuticos), es obligatoria la trazabilidad completa a las normas nacionales.
• La facilidad de uso del aparato desempeña un papel fundamental en el trabajo diario. La navegación intuitiva por los menús, una pantalla de alto contraste, el manejo táctil o los ajustes sencillos mediante software para PC aumentan la eficiencia.
• Muchos fabricantes ofrecen soluciones de software para la evaluación, la configuración y la supervisión remota: la compatibilidad con el sistema informático existente es importante en este caso.
• Un aspecto que a menudo se subestima es la estabilidad a largo plazo. Los aparatos baratos pueden perder precisión al cabo de pocos meses. Los aparatos de medición de alta calidad se caracterizan por una electrónica estable, circuitos con compensación de temperatura y componentes de alta calidad.
• El fabricante también debe ofrecer un servicio de atención al cliente, un servicio de calibración y un suministro de piezas de repuesto fiables.
• En procesos relevantes para la seguridad, por ejemplo en sistemas de hornos, cadenas de frío y reactores químicos, el dispositivo de medición debe ofrecer supervisión de valores límite, alarmas acústicas o visuales y contactos de conmutación para el control del proceso.
• Las funciones de autodiagnóstico o detección de fallos, por ejemplo en caso de rotura de cables, también son imprescindibles en aplicaciones críticas.
• Además del precio de compra, también hay que tener en cuenta los costes a largo plazo de mantenimiento, calibración, piezas de repuesto o actualizaciones.
• Un dispositivo barato puede resultar más caro a largo plazo si provoca fallos frecuentes, resultados de medición poco fiables o un mantenimiento costoso.

A la hora de comprar instrumentos de medición de termopares, siempre hay que centrarse en la aplicación específica. Es aconsejable considerar el dispositivo no de forma aislada, sino como parte del sistema global, es decir, en relación con el sensor, el procesamiento de datos, la situación de la instalación y los requisitos de calidad. Una selección cuidadosa garantiza valores de medición precisos, procesos estables y bajos costes de funcionamiento a largo plazo.

Los instrumentos de medición de termopares pueden adquirirse a distintos proveedores. En Exportpages encontrará información completa sobre fabricantes y proveedores de Termopares de medición de todo el mundo.