¿Cuáles son las características más importantes de los sensores de temperatura?

Los sensores de temperatura son fundamentales para mantener procesos industriales seguros, eficientes y fiables, y las características más importantes de estos dispositivos determinan su rendimiento en aplicaciones reales. Desde las homologaciones para entornos peligrosos hasta los diseños configurables y la construcción resistente, conocer estas características ayuda a garantizar que se elija el sensor adecuado para el entorno, los requisitos de precisión y las exigencias operativas. 

Entre los sensores de temperatura más habituales en entornos industriales se encuentran los detectores de temperatura por resistencia (RTD) y los termopares, cada uno de los cuales ofrece ventajas específicas en función de la aplicación.
Lea este artículo para descubrir qué características son las más importantes a la hora de seleccionar RTD y termopares, y cómo influyen en el rendimiento en diferentes aplicaciones.

¿Cuáles son las principales diferencias entre los RTD y los termopares?

Los RTD y los termopares se diferencian principalmente en la forma en que miden la temperatura y en su comportamiento en distintos entornos.

• Los RTD miden la temperatura detectando cambios en la resistencia eléctrica (ohmios)

• Los termopares generan una señal de milivoltios basada en las diferencias de temperatura

Por eso:

• Los RTD ofrecen mayor precisión y estabilidad

• Los termopares ofrecen tiempos de respuesta más rápidos y rangos de temperatura más amplios 

Comprender estas diferencias ayuda a garantizar que se elija el sensor adecuado en función de los requisitos de la aplicación.

Qué hay que tener en cuenta al elegir un RTD o un termopar

A la hora de seleccionar un sensor de temperatura listo para usar (RTD) o un termopar, es importante evaluar características clave de rendimiento como las homologaciones para entornos peligrosos, la durabilidad, la precisión, el tiempo de respuesta y la flexibilidad de configuración.

Cada uno de estos factores influye directamente en la seguridad, la fiabilidad y el rendimiento general del sistema, por lo que son aspectos fundamentales a tener en cuenta en la medición industrial de la temperatura:

¿Por qué son fundamentales las homologaciones para entornos peligrosos en el caso de los sensores de temperatura?

El uso de conjuntos totalmente certificados ayuda a garantizar el cumplimiento normativo, reducir los riesgos y proteger tanto al personal como a los equipos enzonas peligrosas. Estas homologaciones garantizan que los RTD y los termopares puedan funcionar de forma segura en entornos en los que haya gases, vapores o polvo inflamables. En estas aplicaciones, los sensores deben cumplir normas de certificación como FM, ATEX e IECEx para confirmar que su uso es seguro en zonas clasificadas. 

Los conjuntos de control de temperatura industriales se diseñan con determinados métodos de protección que resultan necesarios, dependiendo de la aplicación:

• A prueba de explosiones o a prueba de llamas. Esto significa que se contiene una explosión definida, ya que estas cajas cuentan con conductos de llama especialmente diseñados, lo que permite que la explosión interna se ventile sin que las llamas salgan de la caja.
  
  

• De seguridad intrínseca. Este método de protección limita la energía suministrada a un instrumento mediante una barrera homologada, de modo que no pueda provocar la ignición de una atmósfera peligrosa. La barrera actúa como amortiguador entre las zonas peligrosas y las no peligrosas. Se trata del método más seguro y el único homologado para aplicaciones en Zona 0.
  
  

• No inflamable. Este método consiste en limitar la energía que se aplica a un instrumento para evitar que se produzca una explosión sin necesidad de utilizar una barrera. Solo se puede utilizar en zonas peligrosas de la división 2.

¿Cómo mejora la fiabilidad de los sensores una construcción resistente?

Su construcción resistente garantiza que los RTD y los termopares puedan soportar entornos industriales adversos, incluyendo vibraciones, presión y medios corrosivos. Por ejemplo, el RTD industrial Ashcroft® S50y el termopar industrial S50están fabricados con fundas de acero inoxidable o Inconel® y utilizan aislamiento de óxido de magnesio para proteger los componentes internos sin perder conductividad térmica. En la mayoría de las aplicaciones, también se utilizan pozos termométricos para proteger los sensores de medios corrosivos, altas presiones y caudales elevados.

La durabilidad contribuye a prolongar la vida útil, reducir el mantenimiento y mantener la integridad de las mediciones en aplicaciones exigentes.

¿Por qué es importante que los sensores de temperatura se puedan configurar?

Las configuraciones personalizables permiten adaptar los RTD y los termopares a los requisitos específicos de cada instalación y proceso. Los conjuntos de sensores de temperatura se pueden configurar con múltiples opciones. 

Figura 1. Opciones de montaje del sensor.

• Elementos sensores simples o dobles para garantizar la redundancia

• Diferentes diámetros de vaina y longitudes de inserción

• Diversas conexiones de proceso, como racores roscados o de compresión

• Configuraciones de cableado para RTDS incluyen de 2, 3 y 4 hilos 

Figura 2. Esquema de cableado del RTD.

Entre las opciones adicionales pueden figurar cabezales de conexión, transmisores, montaje remoto y aislamiento especializado para los cables. Esta flexibilidad garantiza una instalación adecuada, un rendimiento fiable y la compatibilidad con el diseño general del sistema.

¿Cómo influyen la precisión y la estabilidad en el rendimiento de los RTD y los termopares?

La precisión y la estabilidad de un instrumento son también factores importantes a tener en cuenta a la hora de seleccionar un RTD o un termopar. Determinan la precisión y la uniformidad con las que un sensor de temperatura mide la temperatura del proceso a lo largo del tiempo.

• Los RTD ofrecen una gran precisión y una excelente estabilidad a largo plazo, ya que se basan en cambios predecibles de la resistencia de metales como el platino. Suelen estar disponibles en configuraciones como Pt100 y Pt1000, lo que influye en la sensibilidad de la señal y en las consideraciones de cableado en función de la aplicación.
  
  

• Los termopares, aunque suelen ser menos precisos, ofrecen un rendimiento fiable en una gama más amplia de condiciones. Normas como la IEC 60751 para los RTD y la IEC 60584-2 o la ASTM E230 para los termopares definen las clases de precisión y el rendimiento esperado. 

La elección del sensor adecuado depende del nivel de precisión y de la estabilidad a largo plazo que requiera el proceso.

¿Es importante el tiempo de respuesta en los RTD y los termopares?

Sí. El tiempo de respuesta determina la rapidez con la que un sensor de temperatura reacciona ante los cambios en el proceso, lo cual es fundamental para mantener el control y proteger los equipos.

• Los termopares suelen ofrecer tiempos de respuesta más rápidos debido a su estructura más sencilla y a su unión sensora más pequeña, lo que los hace idóneos para aplicaciones con rápidas fluctuaciones de temperatura.
  
  

• Los RTD responden más lentamente, pero proporcionan mediciones más estables y precisas, lo que los hace ideales para procesos en estado estacionario en los que la precisión es más importante que la velocidad. 

Comprender los requisitos de tiempo de respuesta ayuda a garantizar que el sensor pueda adaptarse a las condiciones del proceso.

¿Por qué es importante el rango de temperatura de tu aplicación a la hora de elegir entre RTD y termopares?

El rango de temperatura que se va a medir determina si un RTD o un termopar es adecuado para una aplicación determinada.

• Los RTD se utilizan normalmente en rangos de temperatura de hasta unos 600 °C, lo que los hace ideales para aplicaciones a temperaturas moderadas que requieren una alta precisión.
  
  

• Los termopares pueden medir temperaturas mucho más altas, que a menudo superan los 1000 °C dependiendo del tipo, lo que los convierte en la opción preferida para entornos de alta temperatura. 

La elección del sensor adecuado en función del rango de temperatura garantiza tanto el rendimiento como la durabilidad.

¿Dónde se suelen utilizar los RTD y los termopares?

Los transductores de resistencia térmica (RTD) y los termopares se utilizan en una amplia gama de sectores industriales debido a su capacidad de adaptación a diferentes condiciones de proceso. Entre sus aplicaciones más comunes se incluyen:

• Procesamiento de petróleo y gas

• Sistemas de generación de energía 

• Plantas químicas y petroquímicas 

• Sistemas de agua y de aguas residuales 

• Control de procesos industriales en general 

Pueden medir la temperatura en líquidos, gases y aplicaciones superficiales, lo que los convierte en elementos esenciales para la supervisión y el control de los procesos industriales.

¿Cómo influye el coste en la selección de los RTD y los termopares?

El coste de los sensores de temperatura es un factor importante a tener en cuenta, ya que influye tanto en la inversión inicial como en el coste total de propiedad a lo largo del tiempo.

• Los termopares suelen tener un coste inicial más bajo, lo que los convierte en una opción atractiva para aplicaciones en las que un amplio rango de temperaturas y una respuesta rápida son las prioridades principales.
  
  

• Los RTD suelen requerir una inversión inicial mayor, pero pueden ofrecer un mayor valor a largo plazo en aplicaciones que exigen una mayor precisión, una estabilidad mejorada y un rendimiento más constante a lo largo de una vida útil prolongada.

Una evaluación completa de los costes debe ir más allá del mero precio de compra. Es importante tener en cuenta:

• Con qué frecuencia puede ser necesario sustituir el sensor

• El nivel de calibración necesario para mantener el rendimiento

• La fiabilidad prevista a largo plazo en el entorno operativo previsto

En muchas aplicaciones industriales, un sensor con un coste inicial más elevado puede contribuir a reducir las necesidades de mantenimiento, minimizar las interrupciones del proceso y garantizar una medición de la temperatura más fiable a largo plazo.

¿Quiere saber más?La elección del RTD o termopar adecuado depende del rango de temperatura de la aplicación, los requisitos de precisión, las condiciones ambientales y las necesidades de seguridad. Al evaluar características clave como las homologaciones para entornos peligrosos, la durabilidad, el tiempo de respuesta y la flexibilidad de configuración, podrá elegir un sensor de temperatura que garantice procesos industriales seguros, eficientes y fiables. Para obtener más información sobre los instrumentos de temperatura Ashcroft®, póngase en contacto con uno de nuestros especialistas en productos o descargue nuestra guía de productos de sensores de temperatura para explorar nuestras soluciones de RTD y termopares.

Para elegir el RTD o el termopar adecuado, lo primero es evaluar las características clave, como las homologaciones para entornos peligrosos, la durabilidad, el tiempo de respuesta y la flexibilidad de configuración que requieran sus necesidades específicas. Para obtener más información sobre los instrumentos de medición de temperatura, consulte los artículos relacionados que figuran a continuación y que pueden resultarle de interés.

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