Eletromecânica Medição de temperatura. Professora: Adriellen Lima de Sousa /02

Transcrição

1 Eletromecânica Medição de temperatura Professora: Adriellen Lima de Sousa /02

2 Medição de temperatura

3 O que é temperatura?

4 O que é temperatura? É uma grandeza que mensura a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio.

5 Meios transmissão temperatura

6 Medição de temperatura FLUIDO AQUECIDO FLUIDO A SER AQUECIDO VAPOR CONDENSADO PROCESSO INDUSTRIAL Variável Controlada: Meio Controlado: Variável Manipulada: Agente de Controle: Temperatura Fluído Vazão Vapor

7 Medição de temperatura LIQUIDO ENTRANDO LIQUIDO SAINDO MISTURADOR SP CONTROLADOR VAPOR SENSOR DE TEMPERATURA VALVULA SINAL DE TEMPERATURA PARA O CONTROLADOR ABERTA: FECHADA: Sistema sem realimentação (ou Feedback ) Sistema com realimentação "

8 Medição de temperatura Escalas de temperatura: ºCelsius ºFahrenheit Kelvin

9 Termômetro à dilatação de líquidos

10 Termômetro à dilatação de líquidos

11 Termômetro à dilatação de líquidos É constituído de um reservatório, preenchido por um líquido. Os líquidos mais usados são: mercúrio, tolueno, álcool e acetona.

12 Termômetro à dilatação de líquidos industrial

13 Medição de temperatura

14 Medição de temperatura

15 Medição de temperatura

16 Termômetros à dilatação de sólidos Baseia-se no fenômeno da dilatação linear dos metais com a temperatura.

17 Termômetros à dilatação de sólidos Faixa de Trabalho: 50 ~ + 500ºC com precisão de 1%

18 Termômetros à pressão de gás Os termômetros à pressão de gás baseiam-se na lei de Charles e Gay-Lussac que diz: A pressão de um gás é proporcional à temperatura, se for mantido constante o volume do gás Como gás de enchimento, utilizam-se normalmente Nitrogênio, Hélio, Neônio ou Dióxido de Carbono (CO2). Porém, por ser inerte e mais barato, o Nitrogênio é o gás mais utilizado.

19 Termômetros à pressão de gás

20 Termômetros à pressão de gás

21 Termômetros à pressão de gás

22 Termostato

23 Medição por resistência Os sensores de resistência baseiam-se no princípio de variação da resistência em função da variação da temperatura; Bulbos de resistência. Tipos de metal utilizados: Platina, níquel, cobre.

24 Medição por resistência São comumente chamados de bulbo de resistência e por suas condições de alta estabilidade e repetibilidade, baixa contaminação, menor influência de ruídos e altíssima precisão, são muito usados nos processos industriais.

25 Medição por resistência

26 Termorresistência (RTD) A termorresistência de platina é a mais usada industrialmente devido a sua grande estabilidade e precisão. As RTD mais comuns são: Pt50, Pt100, Pt1000. Por que Pt100? É a termorresistência que a zero graus celsius possui uma resistência elétrica de 100 ohms.

27 Medição por resistência Um termopar consiste em dois condutores metálicos, de natureza distinta, na forma de metais puros ou de ligas homogêneas. Os fios são soldados em um extremo, ao qual se dá o nome de junta quente ou junta de medição. A outra extremidade dos fios é levada ao instrumento de medição de FEM (força eletromotriz), fechando um circuito elétrico por onde flui a corrente. O ponto onde os fios que formam o termopar se conectam ao instrumento de medição é chamado de junta fria ou de referência.

28 Termorresistência: bloco de ligação

29 Termorresistência: PT 100

30 Termorresistência: PT 100

31 Termorresistência: conectada ao transmissor

32 Termorresistência: conectada ao transmissor

33 Recomendações no uso de RTD s Deve-se especificar materiais da proteção e ligações capazes de operar na temperatura de operação requerida. O sensor deve ser imerso completamente no processo, para se evitar a perda de calor por condução pelos fios e bainha. Para tal, um comprimento mínimo de imersão e o uso de materiais de proteção com boa condutibilidade térmica também são recomendados. Deve-se utilizar fios de cobre de mesmo comprimento e diâmetro para a interligação da termorresistência. Em locais sujeitos a ruídos internos, recomenda-se o uso dos cabos blindados e torcidos. Em locais sujeitos a vibração, deve-se utilizar sensor com isolação mineral.

34 Termorresistência: vantagens Vantagens Possuem maior precisão dentro da faixa de utilização do que outros tipos de sensores. Tem boas características de estabilidade e repetibilidade. Com ligação adequada, não existe limitação para distância de operação. Dispensa o uso de fios e cabos especiais, sendo necessário somente fios de cobre comuns. Se adequadamente protegido (poços e tubos de proteção), permite a utilização em qualquer ambiente. Curva de Resistência x Temperatura mais linear. Menos influência por ruídos elétricos.

35 Termorresistência: desvantagens Desvantagens São mais caros do que os outros sensores utilizados nesta mesma faixa. Baixo alcance de medição (máx. 850ºC). Deterioram-se com mais facilidade, caso ultrapasse a temperatura máxima de utilização. É necessário que todo o corpo do bulbo esteja com a temperatura estabilizada para a correta indicação. Possui um tempo de resposta elevado.

36 Efeito Seeback Em um circuito fechado, formado por dois condutores diferentes A e B, ocorre uma circulação de corrente enquanto existir uma diferença de temperatura entre as suas junções.

37 Dado um par termoelétrico com ambas as junções à mesma temperatura, se, mediante uma bateria exterior, produz-se uma corrente no termopar, as temperaturas das junções variam.

38 Termopar