Cartridge Heaters ( Parte III - Tipos de Terminales )

Tipo de Terminales en las Resistencias de Cartucho:

Terminales Rígidas ( Crimped-on Leads ): Un Cable de alta temperatura MGT (450 ° C) se conecta a las terminales sólidas de níquel que salen de la Resistencia de Cartucho. Esta construcción se recomienda para aplicaciones con altas temperaturas. Debido a los pines de níquel rígida, esta construcción no se recomienda en aplicaciones donde el movimiento o la flexión es encontrado, o si se requieren curvas cerradas adyacentes a la salida del calentador.

Terminales Flexibles ( Swaged in Leads ) :  Cable de alta temperatura (450 ° C) se conecta  internamente a la Resistencia de Cartucho . Esta construcción es recomendable para aplicaciones en las que los conductores deben ser dobladas en el punto de salida de la Resistencia de Cartucho y donde se requiera  flexibilidad. Para aplicaciones con movimiento continuo o más grave, le recomendamos revestimiento ó armadura metálica.

                                                 

Terminales Flexibles con Malla Metálica ( Stainless Steel Braid ) : Las Terminales flexibles llevan una cubierta de malla de acero inoxidable. Esta construcción ofrece una protección contra la abrasión y los bordes afilados. Esta es una construcción muy fuerte, que ofrece una flexibilidad de cuerpo entero. Esta construcción se recomienda en aplicaciones donde se requiere flexibilidad  y donde los conductores deben pasar a través de aberturas de metal o instalaciones con componentes metálicos.

        

Tubo Flexible de Acero Inoxidable ( Stainless Steel Armoured Cable ) : Las Terminales flexibles llevan una cubierta de Tubo Flexible Metálico. Esta construcción es recomendable para aplicaciones en las que los cables están sometidos a la abrasión ó corren el riesgo de ser pellizcados. Esta es la mayor protección disponible y funciona bien en las aplicaciones con movimiento y flexión.

                                                     

Terminales De ángulo recto con Forro de fibra de vidrio ( Right Angle Fibreglass Leads ) : Cable de alta Temperatura (450 ° C) salen en ángulo recto de la Resistencia de Cartucho. Esta construcción ofrece un diseño compacto, donde el espacio es limitado. Esta construcción no se recomienda cuando la abrasión o la flexión está presente.

                                                     

Terminales De ángulo Recto Con Forro de Malla Metálica ( Right Angle Stainless Steel Braid ) : Terminales flexibles con forro De acero inoxidable trenzado de alta temperatura  (450 ° C) salen en ángulo recto de la Resistencia de Cartucho. Esta construcción se recomienda en aplicaciones donde hay  flexión y donde los conductores deben pasar a través de aberturas  metálicas. Esta construcción es conveniente cuando el espacio es limitado y donde las terminales no se pueden doblar.

                                          

Tubo Flexible de Acero Inoxidable Angulo Recto ( Right Angel Stainless Steel Armour ) : La manguera de acero inoxidable de alta temperatura (450 ° C) Sale en Angulo Recto de la Resistencia de Cartucho. Esta es la mayor protección para uso en aplicaciones donde la abrasión severa está presente. Estas terminales  ofrecen una buena flexibilidad y son buenas para aplicaciones de movimiento o flexión.

                                     

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Cartridge Heaters ( Parte II - Construcción Interna )

Resistencias de Cartucho:

     La construcción de las Resistencias de Cartucho de alta temperatura consiste en enrrollar un alambre de níquel-cromo de precisión  alrededor de un núcleo de óxido de magnesio. Se inserta en un tubo de acero inoxidable o Incoloy con el alambre lo mas cerca posible de  la cubierta metálica. El núcleo está centrada dentro del tubo y llena de polvo de óxido de magnesio. Alambres de  níquel se Introducen  por el centro del núcleo para Unir la resistencia. El conjunto es  compactado por una operación de estampado y garantizar así una excelente transferencia de calor a la Cubierta externa. Esto permite temperaturas de funcionamiento hasta 1600 º F y Una alta densidad de Watts. Un extremo de la Resistencia de Cartucho se Sella con un Disco metálico  y cables conductores de salida en el  opuesto, que suele ser cerrado con un sello de Cerámica o Silicón de Alta Temperatura. Las Resistencias de Cartucho  pueden ser suministradas con termopares integrados , accesorios de montaje y muchas otras opciones.

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Cartridge Heaters. ( Parte I )

Resistencias de Cartucho de Corazas Divididas. ( Dalton Electric ) Las resistencias Watt-Flex tienen una vida hasta 5 veces más larga que las convencionales.

¿Qué es Una Resistencia de Cartucho? Una Resistencia de cartucho es un dispositivo que suele ser tubular y se inserta en los agujeros taladrados de bloques de metal para la calefacción.

¿Que tomar encuenta a la hora de seleccionar una Resistencia de Cartucho? Las preguntas claves que deben ser respondidas antes de la selección de una Resistencia de cartucho son los siguientes:

¿Qué potencia se requiere?

¿Qué voltaje se usa?
¿Cuál es la longitud del calentador requerido?
¿Cuál es el diámetro requerido?
¿Cuál es la temperatura máxima?
¿Cuál es el tiempo necesario para alcanzar su temperatura?
¿Cuál es la temperatura ambiente?

Aplicación de las Resistencias de Cartucho: La mayoría de las aplicaciones no requieren un Máximo de Watts/In². Utilice sólo una densidad de Watts/In²  tan alto como sea necesario. Selecciona la densidad de Watts/In² inferiores al máximo permitido.

     Normalmente, Para la adecuada Instalación de las Resistencias de Cartucho, se deben taladrar Agujeros con un Máximo de  0.003 "a 0.008" sobre el tamaño nominal de la Resistencia. La Instalación ajustada es deseable desde el punto de vista de transferencia de calor. Se Recomienda taladrar Agujeros Pasados de Lado a Lado  para facilitar la eliminación de la Resistencia. Después de la perforación, limpiar o desengrasar la parte, para eliminar impurezas en el corte.

Controladores y Sensores de temperatura para Las Resistencias de Cartucho: El sensor para el control de la temperatura es también un factor importante y debe ser colocado entre la superficie de trabajo de la pieza y los calentadores. Este sensor debe ser instalado a una distancia de 1/2" de la Resistencia de Cartucho, para una adecuada Lectura de la temperatura.

El Control de la Potencia es una consideración importante en aplicaciones de alta densidad de Watts. Un Control tipo On-off  es utilizado con frecuencia, pero puede tener ciertas variaciones entre temperatura de la Resistencia de Cartucho  y las piezas de trabajo. Controladores con  Tiristor de Potencia son Muy Adecuados para extender la vida de las Resistencias de Cartucho de alta densidad , ya que elimina eficazmente el ciclo de encendido-apagado ( On-Off ).

Hay una variedad de Controladores y Sensores de Temperatura que se pueden utilizar en función de la aplicación.

Opciones de Terminación de la Punta de Los Cartuchos de Dalton Electric Compara con las Convencionales:

Tipo de Terminales de Las Resistencias de Cartucho:

 Con Protección Metálica Recta y 90º.

Con Clip de Soporte.

Terminales Flexibles Convencionales.

Terminales de Tornillo.

Como Determiar de la densidad de Watts en Una Resistencia de Cartucho: El término "densidad de Watt" se refiere a la tasa de flujo de calor de la superficie del Calentador. Es el número de Watts por Pulgada cuadrada de superficie que se calienta. Para efectos de calculo, nuestras Resistencias de Cartucho tienen 1/4" de longitud de Zona fría  en ambos extremos. Así, para un  Resistencia de1/2" x 12 " Con 1000 Watts, el cálculo de la densidad de Watts  sería la siguiente:

Densidad de Watts  = W / (Π x D x HL)

Donde:
W = potencia = 1000 W
Π = pi (3,14)
D = diámetro = 0.50 pulgadas
HL = Longitud de Calentamiento = 11.50"
Densidad de Watts = 1000 / (3.14 x 0.50 x 11.50) = 55 W / in
 
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Thermocouples Types. ( From: Watlow )

Tipos de Termocople:

En Una publicación anterior, encontraras una versión en Español de esta información.

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Temperature Sensor Advantages and Disadvantages. ( From Watlow )

Ventajas y Desventajas de los Sensores de Temperatura:

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Cómo Trabajan los Sensores de Temperatura Infrarrojos?

¿Cómo Trabajan los Sensores de Temperatura Infrarrojos?
     El diseño más básico consiste en un lente para enfocar los rayos infrarrojos (IR) de energía a un detector que convierte la energía de una señal eléctrica que puede ser representada en unidades de temperatura después de ser compensado por la variación de temperatura ambiente. Esta configuración facilita la medición de temperatura a distancia sin contacto con el objeto a medir. Como tal, el termómetro infrarrojo es útil para medir la temperatura en circunstancias donde los termopares o sensores tipo sonda no pueden obtener datos precisos. Algunas circunstancias típicas son en donde el objeto a medir se mueve, donde el objeto está rodeado por un campo electromagnético, como en el calentamiento por inducción, en donde el objeto se encuentra en un vacío o en atmósfera controlada , o en aplicaciones donde se requiere una respuesta rápida.

¿Por qué usar un  Sensor de Temperatura  infrarrojo en mi aplicación?

     Los Sensores  infrarrojos permiten a los usuarios  medir la temperatura en aplicaciones donde los sensores convencionales no pueden ser empleados. En concreto, en los casos relacionados con los objetos en movimiento (es decir, rodillos, maquinaria en movimiento, o una cinta transportadora), o cuando no se requieren mediciones de contacto debido a la contaminación o de riesgo razones (tales como tensión alta), donde las distancias son demasiado grandes, o donde las temperaturas a medir son demasiado altos para termopares o sensores de contacto.

¿Qué debo tomar en cuenta respecto a mi aplicación, para la selección de un Sensor de Temperatura  infrarrojo?

     Las consideraciones fundamentales para cualquier Sensor de Temperatura infrarrojo incluyen campo de visión (tamaño de destino y la distancia), el tipo de superficie que se mide (consideraciones de emisividad), la respuesta espectral (por efectos atmosféricos o transmisión a través de superficies), rango de temperatura y de montaje (la computadora de mano portátil o para montaje fijo ). Otras consideraciones incluyen el tiempo de respuesta, el medio ambiente, las limitaciones de montaje, ver el puerto o usos de la ventana, y procesamiento de la señal deseada.

¿Qué se entiende por campo de visión, y por qué es importante?
     El campo de visión es el ángulo de visión en la que el instrumento funciona, y está determinada por la óptica de la unidad. Para obtener una lectura precisa de la temperatura, que se mide el objetivo debe llenar completamente el campo de visión del instrumento. Desde el dispositivo infrarrojo se determina la temperatura media de todas las superficies dentro del campo de visión, si la temperatura del fondo es diferente de la temperatura del objeto, un error de medición puede ocurrir. OMEGA ofrece una solución única a este problema. Muchos pirómetros OMEGA característica patentada de láser infrarrojo conmutable de círculo a punto. En el modo de un círculo de avistamiento láser integrado crea un círculo de 12 puntos que indica claramente el área de destino que se mide. En el modo de punto, un solo láser  marca el centro de la zona de medición.

 

¿Qué es la emisividad, y cómo es su relación con las mediciones de temperatura por infrarrojos?

     Emisividad se define como el cociente entre la energía radiada por un objeto a una temperatura dada a la energía emitida por un radiador perfecto o cuerpo negro, a la misma temperatura. La emisividad de un cuerpo negro es de 1,0. Todos los valores de emisividad de la caída de entre 0,0 y 1,0. La mayoría de los termómetros infrarrojos tienen la capacidad para compensar los valores de emisividad diferentes, para diferentes materiales. En general, cuanto mayor es la emisividad de un objeto, más fácil es obtener una medición precisa de la temperatura a través de infrarrojos. Aplicaciones de objetos con emisividades muy bajo (por debajo de 0,2) puede ser difícil. Algunas superficies metálicas brillantes, como el aluminio, son tan reflexivas en el infrarrojo que las mediciones de temperatura precisas no son siempre posibles.

Cinco maneras de determinar la Emisividad.

Hay cinco formas para determinar la emisividad de los materiales, para asegurar las mediciones de temperatura de una manera precisa:

1. Caliente una muestra del material a una temperatura conocida, utilizando un sensor de precisión, y medir la temperatura utilizando el instrumento de infrarrojos. Luego, ajuste el valor de emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta.  
2. 
   
   Para temperaturas relativamente bajas (hasta 500 ° F), utilice un pedazo de cinta adhesiva, con una emisividad de 0,95. Luego, force el valor de emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta del material. 
   
   
   
3. 
   
   Para las mediciones de alta temperatura, un agujero (que es la profundidad de por lo menos 6 veces el diámetro) puede ser perforado en el objeto. Esto actúa como un agujero negro con la emisividad de 1.0. Medir la temperatura en el agujero, y luego ajustar la emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta del material. 
   
   
   
4. 
   
   Si el material, o una parte de ella, pueden ser recubiertos con una pintura negro mate tendrá una emisividad de aprox. 1.0. Medir la temperatura de la pintura, y luego ajustar la emisividad del indicador para mostrar la temperatura correcta. 
   
   
   
5. 
   
   Los valores de emisividad normalizado para la mayoría de los materiales están disponibles (ver páginas 114-115, el enlace a la pagina esta en la columna de la Izq. en la sección de datos técnicos). Estos se pueden introducir en el instrumento para estimar el valor de emisividad del material.
   
   
   

¿Cómo puedo montar el Sensor de Temperatura infrarrojo?

     El Sensor puede ser de dos tipos, ya sea de montaje fijo o portátil. De montaje fijo se instala generalmente en un lugar para  un seguimiento continuo de un determinado proceso.Por lo general, operan en la línea de producción, y están dirigidas a un solo punto. La salida de este tipo de instrumentos puede ser una visualización local o remota, junto con una salida analógica que puede ser utilizado para otra pantalla o bucle de control. Están disponibles también Sensores de temperatura energizados por medio de pilas; estas unidades tienen todas las características de los dispositivos de montaje fijo, generalmente sin la salida analógica para fines de control. Generalmente, estas unidades son utilizadas en el mantenimiento, el diagnóstico, control de calidad, y las mediciones "in situ" de los procesos críticos.

En la siguiente sección " Los Thermistores" ...

(From Omega "The Temperature Hand-Book")
 
Atte

Ing. Carlos Aquino
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Como Funciona un RTD?

Historia: El mismo año en que Seebeck realizó su descubrimiento sobre la thermoelectricidad, Sir Humphrey Davy anunció que la resistencia eléctrica de los metales era sensible a la temperatura. 50 años después, Sir William Siemens propuso el uso del Platino com elemento en los termometros de resistencia. Su elección resultó mas propicia. Y ahora en la actualidad este metal es el utilizado por excelencia en los RTD´s de precisión.

     El Platino es especialmente adecuado para este propósito, ya que puede soportar altas temperaturas, manteniendo una excelente estabilidad.

     La clásica construcción de un Sensor de Temperatura por medio de Resistencia ( RTD ), propuesta por Meyers en 1932,  es usando Platino. Este se forma de enrollar una bobina  de platino en una armazón de Mica ( En forma de Cruz ) y montando el ensamble dentro de un tubo de vidrio. Este tipo de construcción minimiza la contaminación del alambre de Platino y Maximiza su resistencia.

     Aunque esta construcción produce  un elemento muy estable, el contacto térmico entre el platino y el punto de medida es bastante pobre. Esto dá como resultado una respuesta lenta a la hora de medir la temperatura.

    

 ¿Qué es un Sensor de temperatura de resistencia RTD?: Los Sensores de Temperatura de Resistencia (RTD), como su nombre lo indica, son sensores que se usan para medir la temperatura mediante la correlación de la resistencia del elemento del RTD con la temperatura. La mayoría de los elementos del RTD consisten en un trozo de alambre enrollado bien envuelto alrededor de un núcleo de cerámica o de vidrio. El elemento suele ser muy frágil, por lo que a menudo se coloca dentro de una cubierta  para protegerlo. El elemento del RTD está hecho de un material puro, cuya resistencia a diferentes temperaturas se ha documentado. El material tiene un cambio previsible en la resistencia como los cambios de temperatura,  este cambio se utiliza para determinar la temperatura.

Beneficios del Uso de los RTD´s: El RTD es uno de los sensores de temperatura más precisos. No sólo ofrecen una buena precisión, también proporciona una excelente estabilidad y repetibilidad. La mayoría de los RTD OMEGA estándar cumplen con la norma DIN-IEC Clase B.

     Los RTD también son relativamente inmunes al ruido eléctrico y por lo tanto muy adecuado para la medición de temperaturas en ambientes industriales, especialmente alrededor de motores, generadores y otros equipos de alta tensión.

Estilos de RTD´s:

Elementos RTD : El elemento de RTD es la forma más simple . Se trata de un trozo de alambre enrollado alrededor de un núcleo de cerámica o de vidrio. Debido a su tamaño compacto, los elementos de RDT se utilizan normalmente cuando el espacio es muy limitado.

Elementos RTD de superficie: Un elemento de superficie es un tipo especial de elemento RTD. Está diseñado para ser lo más delgado posible, proporcionando así un buen contacto para medir la temperatura de las superficies planas

Punta de Prueba RTD : La Punta de Prueba  RTD es la forma más resistente. Una Punta de Prueba se compone de un elemento RTD montado dentro de un tubo de metal, también conocida como una Sonda. La funda protege el elemento del medio ambiente. Omega ofrece una amplia variedad de puntas de prueba en varias configuraciones.

En la siguiente sección " Funcionamiento de los Sensores Infrarrojos" ...

(From Omega "The Temperature Hand-Book")

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Los Thermocoples, El Caballo de Batalla.

En la industria en general, los Sensores de Temperatura más usados son los Thermocoples, los RTD's y los Infrarrojos. Pero como Operan?

Thermocoples:  Esencialmente un thermocople son un par de alambres , de diferente material, unidos en un extremo y abiertos en el otro.  La fem en la salida ( es decir, en el lado abierto, V1  ver la Figura 1a ) está presente en función de la temperatura en T1 ( el lado cerrado ). A medida que la temperatura aumenta tambien la fem se incrementará. Todas las uniones de diferente metal presentan esta caracteristica. 

Los thermocoples los podemos encontrar clasificados según los materiales que lo conforman:

• 
  
  Tipo J   :   Iron (+)  y   Constantan (-).
• 
  
  Tipo K :   Nickel-10% Chromium (+)   y   Nickel-5%(-).
• 
  
  Tipo E  :   Nickel-10% Chromium (+)   y   Constantan (-).
• 
  
  Tipo R  :   Platinum-13% Rhodium (+)  y   Platinum (-).
• 
  
  Tipo S  :   Platinum-10% Rhodium (+)  y   Platinum (-).
• 
  
  Tipo T  :   Copper (+)  y  Constantan (-).
  
  

También vienen de fábrica con un código de color muy útil cuando los ves en campo y los rangos de temperatura que manejan cada uno de ellos son:

• 
  
   Tipo J :  Rojo (-) y Blanco (+)               0 a 750°C     -        32 a 1,382°F
• 
  
  Tipo K : Rojo (-) y Amarillo (+)        -200 a 1,250°C  -    -328 a 2,282°F
• 
  
  Tipo E :  Rojo (-) y Azul Rey (+)       -200 a 900°C     -    -328 a 1,652°F
• 
  
  Tipo R :  Rojo (-) y Negro (+)               0  a 1,450°C   -       32 a 2,642°F
• 
  
  Tipo S :  Rojo (-) y Negro (+)               0  a 1,450°C   -       32 a 2,642°F
• 
  
  Tipo T :  Rojo (-) y Azul  (+)             -200 a 350°C      -   -328 a 662°F
  
  

Generalmente los thermocoples estan protegidos por un tubo de acero inoxidable o de cerámica. Estas cubiertas varian de acuerdo al medio donde se van a instalar, como por ejemplo, pueden estar forrados con  Polytetrafluoroethylene para solucionar el problema de la corrosión en ambientes químicos muy agresivos.

La terminación o punta de los Thermocoples pueden ser:

Aterrizada: Es decir, que los alambre del sensor van soldados junto con la funda protectora. Este tipo de sensor son los de mas rápida respuesta.

No-Aterrizada: Es decir, que los alambres del sensor de Temperatura van totalmente aislados de la funda protectora.

Expuesta: Es decir, que los alambre del sensor de Temperatura van al aire libre. Este tipo de sensor se usa principalmente para medir la temperatura del aire.

Ventajas de los Thermocoples:

• No se requiere fuente de alimentación externa.
• Sencillos de utilizar.
• Uso rudo.
• Baratos.
• Amplia gama de aplicaciones.
• Amplio rango de temperatura.

Desventajas de los Thermocoples:

• No son lineales en su respuesta.
• Señal de bajo Voltaje.
• Se requiere punto de Referancia.
• Menos Estable.
• Menos Sensible.

En resumen, Este tipo de Sensor de Temperatura, El Thermocople, lo podemos usar en casi todo tipo de aplicaciones, por ejemplo para usarlo en un Horno de tratamiento metálico, utilizamos un Thermocople de alambre con forro de Cerámica. Para una máquina de moldeo, utilizariamos Un Thermocople de cable tipo J o K con forro de malla metálica y la punta puede ser un bulbo de acero inoxidable, un tornillo de rosca loca con rosca M5, M8, 1/4-28 , según se requiera.

En la siguiente sección " Funcionamiento de los RTD´s" ...

(From Omega "The Temperature Hand-Book")

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