¿Qué factores se deben considerar al elegir un método e instrumentos de medición de temperatura?

La solución exitosa del control del proceso de temperatura en cualquier objeto en particular a menudo está determinada por la elección correcta del método de medición y el dispositivo de medición. La tarea de elegir un método y un dispositivo de medición es bastante difícil, ya que se debe buscar una solución óptima, teniendo en cuenta numerosos factores, a menudo contradictorios.

A menudo, hay casos en los que este problema no se puede resolver con éxito y los valores de temperatura deseados se deben encontrar indirectamente, utilizando los resultados de las mediciones de otros parámetros físicos del objeto, que naturalmente están relacionados con la temperatura. Los principales factores que determinan la elección del método de medición se describen brevemente a continuación.

Rango de temperatura medido

Este factor es crítico. Aunque se conocen muchos métodos para mediciones en el rango de temperaturas elevadas, con la medición de la temperatura medida, el número de tales métodos se vuelve cada vez más limitado.

Mirar:Métodos e instrumentos para medir la temperatura.

Dinámica del proceso de investigación

Cuando se estudian procesos térmicos variables y especialmente a corto plazo, la inercia térmica de los detectores térmicos suele ser una limitación significativa de la aplicabilidad de los métodos de contacto para medir temperaturas. Las dificultades que surgen a este respecto pueden superarse en muchos casos introduciendo correcciones calculadas por los métodos apropiados o utilizando dispositivos de corrección especiales.

Sin embargo, si el cambio en la temperatura del objeto que se examina va acompañado de un cambio en las condiciones de transferencia de calor, entonces la presencia de inercia térmica del detector térmico conducirá no solo a un retraso en las lecturas del dispositivo, pero también a una distorsión de la forma de la curva registrada de cambio de temperatura.

En dispositivos basados ​​en el uso de métodos de medición de temperatura sin contacto, se pueden utilizar receptores con una constante de tiempo muy pequeña, lo que amplía significativamente el rango dinámico de las mediciones. En este caso, las características dinámicas del equipo de grabación utilizado se convierten en un factor limitante.

Precisión de las medidas

Los requisitos para la precisión de la medición de temperatura por los métodos seleccionados corresponden al error de medición permisible de este parámetro establecido por este proceso tecnológico.

Teniendo en cuenta las peculiaridades de las mediciones de temperatura, debe tenerse en cuenta que el error permisible en la medición instrumental con el conjunto seleccionado (detector térmico con un dispositivo de medición) no debe ser igual al error permisible en la medición de temperatura, pero en algunos casos es mucho menos.

El margen de precisión necesario del conjunto de medición debe reservarse para la inestabilidad esperada de las características del detector térmico, que a menudo se encuentra al medir altas temperaturas, así como para los valores esperados del componente aleatorio de la metodología y el aleatorio. componente de los errores dinámicos para condiciones de medición dadas.

Al determinar la clase de precisión requerida del dispositivo de medición o registro utilizado, debe tenerse en cuenta que la clase de precisión caracteriza el error básico permisible del dispositivo, expresado como un porcentaje de todo el rango de escala del dispositivo. el error permisible será el mismo en cualquier punto de la escala.

Por lo tanto, el dispositivo puede tener tal valor de error fundamental en cualquier punto de su escala. Por lo tanto, el valor relativo de este error con respecto al propio valor medido será tanto mayor cuanto más cerca esté el valor del valor medido del inicio de la escala.

Expliquemos esto con un ejemplo. En un dispositivo de medición de clase 0.5 con una escala de 500 a 1500 ° C, el valor absoluto del error permisible es de 5 grados en cada punto de la escala. El valor de error base para este dispositivo puede alcanzar un valor aceptable.

Su valor relativo en este caso puede variar desde 5/1500 (0,3%) al final de la escala hasta 5/500 (1%) al principio de la escala. Por lo tanto, es recomendable elegir un dispositivo de medición con un rango de cambios de escala tal que los valores esperados del valor medido quepan en el último tercio de la escala.

Si el cálculo de los errores relativos se realiza con respecto a la temperatura, entonces se recomienda que no se realice con respecto al valor absoluto de la temperatura, sino solo al intervalo de temperatura que cubre el proceso considerado..

De hecho, dependiendo de la escala (grados Kelvin o Celsius) en la que se exprese un determinado valor de temperatura, el error relativo de la medida tendrá un valor diferente, que no puede considerarse aceptable.

Medición de la sensibilidad del instrumento

Al elegir un dispositivo de medición, es necesario prestar atención al hecho de que su sensibilidad corresponde a la precisión de medición requerida y proporciona la resolución de tiempo necesaria de los resultados del estudio del proceso variable.

Es errónea la opinión de que el dispositivo de medición más sensible puede proporcionar la mayor precisión de medición, que a menudo ni siquiera se requiere para estudiar este proceso. El uso de un dispositivo con una sensibilidad excesivamente alta puede crear una falsa impresión de la dinámica del proceso estudiado.

Un dispositivo de este tipo puede ser caprichoso en estas condiciones de funcionamiento y sus lecturas se verán afectadas por una serie de factores secundarios (viento que sopla en la habitación, vibraciones), lo que crea una mayor variación en las lecturas que no es característica de este fenómeno.

Por otro lado, el uso de un dispositivo con muy baja sensibilidad no permitirá la observación de pequeñas pero características fluctuaciones de este proceso, como resultado de lo cual puede surgir una falsa impresión de estabilidad a alta temperatura de este proceso.

Interacciones químicas

A la hora de decidirse por la posibilidad de utilizar este aparato para medir altas temperaturas de un medio líquido o gaseoso, suele ser determinante el grado de interacción, por un lado, del medio y los materiales del detector térmico introducidos en él, y por otro Por otro lado, la interacción de partes individuales del propio detector térmico.

Este grupo de fenómenos también incluye el efecto catalítico que se produce en la superficie de los metales del grupo del platino en las mezclas de gases combustibles. Como sustancias químicamente inertes con respecto a las mezclas de gases combustibles, el platino y el paladio aceleran la reacción de los componentes de la mezcla con una intensa liberación de calor en la superficie del catalizador, calentándolo.

Por lo tanto, las lecturas de detectores térmicos con partes de platino o paladio en contacto directo con mezclas combustibles no caracterizan la temperatura de equilibrio establecida entre el detector térmico y el ambiente, sino una temperatura significativamente mayor provocada por el calentamiento catalítico.

Ver también:Ventajas y desventajas de los diferentes sensores de temperatura.