Termometro

Termómetro

Definición

El origen etimológico del término termómetro que ahora nos ocupa. En este sentido podemos establecer que aquel está compuesto de dos vocablos claramente delimitados: la palabra griega thermos, que se puede traducir como “caliente”, y el término griego metron, que es sinónimo de “medida”.

Un termómetro es un instrumento que permite medir la temperatura. Los más populares constan de un bulbo de vidrio que incluye un pequeño tubo capilar; éste contiene mercurio (u otro material con alto coeficiente de dilatación), que se dilata de acuerdo a la temperatura y permite medirla sobre una escala graduada.

Principio de funcionamiento

La temperatura cuantifica el calor de una sustancia homogénea, y por lo tanto es una unidad de medida para la energía cinética media de sus moléculas. Para que dos objetos adapten la misma temperatura se requiere un estrecho contacto térmico (nivelación de temperatura). El objeto a medir debe vincularse al máximo con el sistema de sensor de temperatura. Los métodos más habituales de medida de temperatura están basados en variaciones de las propiedades de la sustancia u objetos merced a cambios de temperatura. Los sistemas más utilizados son los termómetros bimetálicos y los termómetros de dilatación de gas.

Partes

Escalas

Es común utilizar las palabras calor y temperatura como si fueran sinónimos, pero no lo son. Calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud de una diferencia de temperatura entre ellos. Temperatura es el promedio de la energía cinética de todas las moléculas que conforman un cuerpo.

En el Sistema Internacional SI, la unidad para medir el calor es el joule J, aunque también es muy utilizada la caloría cal y la equivalencia entre ellas es: 4.184 J = 1 cal. Para la temperatura, la unidad en el SI es el Kelvin K, pero también se utilizan las escalas en grados Celsius C y Fahrenheit F.

La temperatura de un cuerpo depende del tipo de material de que está formado y de la cantidad de masa que tenga, es por eso que, objetos sujetos a las mismas condiciones, pueden tener diferentes temperaturas.

- Termómetro de mercurio o de máxima: mide temperaturas de -30 °C hasta 350 °C.

- Termómetro de alcohol o de mínima: mide temperaturas de 78 °C hasta -100 °C.

- Termómetro de gas: mide temperaturas de -200 °C hasta 1 800 °C

- Termómetro de metal: se utilizan para medir altas temperaturas, registran hasta 2 000 °C.

Los médicos utilizan el termómetro de mercurio para medir la temperatura del cuerpo humano, su escala va de 34 °C hasta 42 °C y cada grado esto dividido en decimos para facilitar su lectura, en este tipo de termómetro el tubo capilar es lo suficientemente angosto como para que el mercurio pase a través de él solamente bajo presión, ya sea como producto de la expansión térmica cuando se coloca a una persona o de la fuerza centrifuga que se ejerce cuando este se sacude al terminar de hacer la lectura.

Al relacionar las escalas termométricas (Celsius, Fahrenheit y Kelvin) se tiene que:

Tipos de termómetros

Termómetro bimetálico

Funcionamiento termómetro bimetálico

Una cinta compuesta por dos láminas de metal de diferentes coeficientes de dilatación (“bimetal”), unidas entre sí en forma inseparable, se deforma a consecuencia de un cambio de temperatura. La curvatura resultante de las diferentes expansiones de las láminas es casi proporcional al cambio de temperatura. A partir de las láminas bimetálicas se desarrollaron dos diferentes formas de sistemas de medición:

 Muelle helicoidal

 Muelle espiral

Mediante deformación mecánica de las cintas bimetálicas en las formas de muelle, frente a un cambio de temperatura se produce un movimiento de rotación. Si un extremo del sistema de banda bimetálica está sujetado en forma firme, el otro extremo hace girar el árbol portaíndice. Los rangos de visualización van de -70 °C a +600 °C con precisiones de clase 1 y 2 según EN 13190.

Funcionamiento termómetro dilatación de gas

Termómetro de dilatación de gas

El sistema de medición está compuesto de bulbo, capilar y tubo elástico en la caja. Estos componentes forman una unidad. El sistema de medida completo está rellenado a presión con gas inerte. Si cambia la temperatura, cambia también la presión interior del bulbo. La presión deforma el muelle de medición, cuyo movimiento se transmite al indicador a través de un mecanismo de indicación. Las variaciones de la temperatura ambiente son despreciables porque hay un elemento bimetálico entre el mecanismo de indicación y el muelle que sirve de compensador. El rango de visualización va de -200 a +700 °C con

Termómetro con contacto eléctrico

Principio de funcionamiento

Para el control de proceso se aplican termómetros de los dos sistemas con contactos eléctricos que cierran y abren los circuitos eléctricos en función de la posición de la aguja del instrumento de medición. Los contactos eléctricos pueden ajustarse a través de todo el rango de medida. Independientemente del ajuste, la aguja (que funciona como indicador del valor actual) puede moverse libremente a través de toda la escala. El indicador del valor nominal puede ajustarse mediante una llave de ajuste desmontable (fijada en la caja de cables) en la mirilla. Si los contactos eléctricos disponen de varios contactos, es posible también ajustar solamente un valor nominal. Si el valor medido es superior o inferior del valor ajustado, el indicador activa la conmutación.

Los contactos eléctricos disponibles incluyen relés de retardo y contactos magnéticos de ruptura, contactos Reed, contactos inductivos -con homologación ATEX- o contactos electrónicos para controlar un PLC.

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