Nesse conteúdo abordaremos:
- A importância dos medidores de temperatura;
- Principais categorias de medidores de temperatura;
- Termômetros de dilatação, termopares;
- Exemplo de método sem contato.
Importância dos medidores de temperatura na indústria
O termômetro é um dos medidores de temperatura mais comuns, usado na medição da temperatura corporal e possui grande importância para remediar possíveis doenças. Da mesma forma, na indústria essa medição garante maior controle sobre todo processo. Dessa maneira, permite assegurar, por exemplo, segurança aos trabalhadores e boa performance das reações, que implicam em maior produtividade.
Nesse sentido, como uma série de tubulações e equipamentos constrói os processos industriai, o uso de instrumentos para aferir suas temperaturas localmente é fundamental. Logo, existem diversos tipos de instrumentos e cada um possui uma aplicação diferente dentro e fora da indústria.
Principais categorias de medidores de temperatura
Existem diversas classificações que agrupam os medidores de temperatura, como por exemplo o revestimento, de vidro, metal ou plástico. Assim, uma das classificações é de acordo com o meio de atuação, como por exemplo se é possível medir com ou sem contato com o meio reacional (dependendo da temperatura local, pH, entre outros).
Os métodos pela expansão dos materiais internos (dilatação térmica) por contato direto são os mais comuns, como o termômetro utilizado para medir a temperatura corporal. Também estão presentes em escala laboratorial para medição de temperatura em uma reação química, geralmente com revestimento de vidro, por ser mais viável economicamente. Geralmente, o líquido interno é o mercúrio em função das suas especificações de dilatação térmica. Mesmo usando metais sólidos, como o caso dos termômetros bimetálicos, esses metais são imersos em um fluido sendo ele líquido ou gasoso. Dessa forma, é possível evitar diferenças na temperatura ambiente.
Além desses, outros exemplos de medidores como a utilização de termômetros a pressão de gás ou de vapor. Aquele, utilizando conceitos de temperatura crítica dos gases mais utilizados (como Hélio, Hidrogênio, Nitrogênio e dióxido de carbono). Já esse, permeia os conceitos de temperatura de fusão e ebulição dos líquidos mais usados como Cloreto de Metila, Butano, Éter Etílico, entre outros, também mais utilizados em escala laboratorial.
Outra opção para medição de temperatura seria o termopar, que funciona com dois metais diferentes. Conforme há uma diferença de temperatura entre as extremidades, surge uma diferença de potencial (d.d.p.), medida nas extremidades. Como dito, os termopares atuam a base de um efeito termoelétrico (seebeck) e, para suas análises, é importante considerar a relação direta da voltagem com a temperatura. Nesse sentido, esse instrumento está presente em medições de temperaturas altas como em caldeiras.
Além disso, existem métodos sem contato, que são importantes para medir a temperatura em locais pouco acessíveis na planta ou com temperaturas extremamente altas. Exemplos desses equipamentos são moinhos, prensas ou tanques refratários, entre outros. Nesses casos, utilizam-se sensores de radiação, como os espectrômetros.
Termômetros de Dilatação
Essa categoria de instrumentos de medição de temperatura se baseia no comportamento de substâncias em diferentes estados físicos. Essas substâncias variam seu volume conforme aumenta a temperatura. Esses termômetros industriais são mais arcaicos, por não apresentarem uma precisão tão elevada. De maneira geral, o funcionamento de tais medidores pode ocorrer através de 3 formas.
Uma delas é por meio da expansão de líquidos, que se baseiam na hipótese teórica de que a variação do volume ocorre de maneira diretamente proporcional à variação de temperatura. Esses apresentam como uma de sua desvantagens a impossibilidade de automatizar e realizar uma leitura contínua. Contudo, dentre suas vantagens estão sua portabilidade e independência de equipamentos auxiliares, bem como seu baixo custo.
Há também os termômetros cujo funcionamento se dá através da expansão de um gás. Por fim, temos os termômetros bimetálicos, que se baseiam no princípio das diferentes proporções, as quais diferentes metais se dilatam conforme aquecem. Dessa forma, a união entre metais distintos permite a elaboração de um controlador elétrico, o qual possui boa resistência térmica e é usualmente encontrado em fornos.
Termopares
Os termopares também são instrumentos de medição por contato elétrico direto. Consiste em dois fios condutores metálicos que podem ser metais puros ou ligas homogêneas. Esses fios são soldados em uma das pontas onde tem-se a junta quente, local da medição. Por outro lado, a outra extremidade conectada ao instrumento de indicador de força eletromotriz, indica a ddp (diferença de potencial) medida. Essa extremidade é a junta fria.
No esquema abaixo, é possível verificar as juntas descritas anteriormente:
Existem diferentes tipos de termopares classificados de acordo com os metais presentes. Para escolher qual termopar é ideal para realizar determinada medição todas as variáveis e normas exigidas pelo processo. Nesse sentido, diferentes tipos de tem diferentes aplicações científicas e tecnológicas, variando a faixa de temperatura de f.e.m gerada.
Exemplificando, um termopar Tipo S é constituído de um fio de Platina 90% e Ródio 10% e outro fio de Platina 100%. O termopar tipo S possui uma faixa de utilização de 0ºC à 1600ºC e possui aplicação na indústria Siderúrgica, Usina de Cimento, Pesquisa Científica dentre outras aplicações.
Espectrômetro
Os espectrômetros, como mencionado anteriormente, são sensores de radiação que podem ser usados para medições de temperaturas sem contato direto. São instrumentos portáteis para medição pontual ou para fornecer um sinal contínuo.
Existem algumas condições que possibilitam a utilização dos espectrômetros: temperaturas elevadas e fisicamente inacessível. O objeto precisa estar em movimento, por exemplo rodar ou vibrar e sofrer rápidas mudanças de temperatura, como o caso da fundição. Além disso, a medição por radiação ocorre geralmente quando se requer medidas de temperaturas ao longo da superfície.
Nesse contexto, uma utilização interessante da medição sem contato ocorre em indústrias onde o contato com um medidor pode contaminar o produto. As indústrias de alimentos e farmacêutica são exemplos em que há ainda mais rigor quanto à contaminação devido ao contato direto com a pele e a ingestão dos produtos. Essas indústrias podem recorrer a esse tipo de instrumento de medição.
Como a Propeq pode te ajudar?
Para instrumentar um processo de maneira adequada e estratégica é necessário ter conhecimento sobre os instrumentos, como os medidores de temperatura. Isso pode promover a redução de gastos não identificados no processo, como gastos energéticos e também garantir a segurança da planta e dos operadores.
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