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Su fuente para la medición y control de procesos

Seleccionando el Transmisor de Temperatura Correcto para Su Aplicación

Panorama Tecnológico

Transmisores de Temperatura Una señal de temperatura equivocada o dudosa puede tener consecuencias muy costosas. Si cree que un horno está demasiado frío, un operador de proceso puede aumentar el calor, dañando productos de alto valor que estén adentro. Otra posibilidad es que un supervisor de sala de control desactive una línea de producción para evitar un problema indicado, pero que no es real.

Problemas como estos surgen cuando la señal de voltaje débil de un termopar o RTD es alterada por ruido eléctrico. Una solución es poner un transmisor de temperatura cerca del punto de medición, para que sea mandada una señal más robusta. Esta Guía de Referencia de OMEGA Engineering analiza las ventajas de usar transmisores de temperatura y las opciones disponibles. Las secciones individuales abordan:
  • Alteración de señal de temperatura
  • Visión general de transmisores de temperatura
  • Ventajas de usar transmisores de temperatura
  • Tipos de transmisores y selección

Alteración de Señal de Temperatura

El Efecto Seebeck describe cómo cables distintos puestos en contacto producen un voltaje cuando sus juntas están a temperaturas distintas. Sirviendo de base para todos los termopares, esta señal muy débil (normalmente sólo de microvoltios por grado) es usada para indicar temperatura. De forma similar, RTD también proporcionan señales muy débiles. Estos pequeños voltajes son sensibles a los efectos de interferencia electromagnética (EMI, en la sigla en inglés) e interferencia de radiofrecuencia (RFI, en la sigla en inglés).

Lugares como plantas de procesamiento químico, fábricas y plantas de generación de energía tienen muchos ítems de equipos emitiendo EMI/RFI. Motores grandes, transmisiones de frecuencia variable, transformadores, y especialmente dispositivos interruptores como soldadores, relés y solenoides, emiten señales eléctricas a través del aire. Los cables finos usados para transmitir señales de termopar y RTD actúan como antenas, captando y transmitiendo esta radiación. Cuando la señal de temperatura es enviada por distancias más largas (lo que ocurre frecuentemente en plantas de proceso de gran escala), el potencial de degradación de señal aumenta.

Visión General de Transmisores de Temperatura

Un transmisor de temperatura es esencialmente una forma de amplificador, filtrando, condicionando y aumentando la intensidad de la señal para que se reciba mejor en el lugar en que la temperatura se lee. Los cables de termopar o RTD están conectados directamente al transmisor, que hace que la señal de entrada se vuelva una señal de salida en una escala de 4 a 20 mA, un voltaje de 0 a 10 Vdc o una señal de salida digital como RS232, RS485 y Modbus®. Esto es enviado por un cable de par trenzado hacia donde sea necesario exhibir o registrar.

Transmisores de temperatura están disponibles en muchas formas y con varios grados de sofisticación, desde unidades montables en carriles DIN compactas hasta dispositivos programables e "inteligentes" con capacidad de diagnóstico.

Ventajas de Usar Transmisores de Temperatura

Históricamente, cableado directo de los sensores de temperatura hasta el display o equipo registrador de datos era la norma. Sin embargo, de forma creciente los ingenieros están reconociendo los beneficios de usar transmisores de temperatura. Estos incluyen:
  • Integridad de señal mejorada, especialmente en largas distancias. El uso de cable de par trenzado blindado proporciona una resistencia a EMI todavía mayor.
  • Señal de salida estandarizada. Diferentemente de la señal de salida de cableado directo, la señal de 4 a 20 mA es compatible con la mayoría de los sistemas de adquisición de datos, registro y display, permitiendo una estandarización del hardware.
  • Mayor exactitud. Agregar la señal de salida de miliamperes a parte del intervalo del sensor puede mejorar la resolución y proporcionar mayor exactitud. Además, algunos transmisores pueden detectar fluctuación de termopar y propiciar una alerta antes de que surjan problemas.
  • Cableado menos costoso. Cables de extensión de termopar se hacen en general del mismo material que el propio dispositivo, y entonces son más caros y más frágiles que cables de par trenzado estándar. El par trenzado es más fácilmente instalado y el menor costo por metro ocasiona considerable ahorro en el largo plazo.
  • Mantenimiento simplificado. Cables de par trenzado soportan mejor ambientes hostiles, y por eso roturas y cortocircuitos son menos comunes y fácilmente detectables si ocurren. Transmisores "inteligentes" pueden mandar información de diagnóstico, y de esta forma los problemas son entendidos antes de que un técnico empiece a rastrear los cables y buscar los defectos.
  • Flexibilidad de perfeccionamiento y actualización. Después de que los transmisores de temperatura están instalados, si el proceso cambia y distintos termopares son necesarios, solamente el propio sensor tiene que ser cambiado. De forma contraria, un transmisor puede ser instalado usándose conexiones de cable directas existentes (aunque la inmunidad a EMI quedaría más baja).

Tipos de Transmisor y Selección

Transmisores de temperatura están disponibles para cualquier aplicación concebible. Ellos varían desde dispositivos baratos que proporcionan sólo una señal analógica robusta hasta transmisores "inteligentes" que proporcionan alertas sobre condiciones anormales de operación. Los formatos físicos varían desde transmisores de fijación puestos directamente en la sonda de temperatura hasta transmisores montables en carriles DIN para inclusión dentro de gabinetes de control.

Transmisores como el TXDIN1600 pueden ser montados en carriles DIN para fácil incorporación en gabinetes de control. Si se necesita que los controles sean accesibles sin que se abra el gabinete, versiones de transmisores de montaje de panel pueden ser adquiridas.

Transmisores programables como el TXDIN1600 de OMEGA aceptan entrada universal Pt100, de termopar, de mV y de mA y proporcionan al usuario una señal de salida de dos cables estándar de 4 a 20 mA. El aislamiento entre señal de entrada y señal de salida es proporcionado y todos los intervalos de temperatura son lineales con relación a la temperatura. Proyectada para facilidad de uso, nuestra última interfaz USB es adecuada para rápida y fácil configuración.

Para ambientes en que sea posible la existencia de EMI y la integridad de la señal sea de alta importancia, un transmisor de alto aislamiento como la serie TX1500 de OMEGA debe ser considerado. Alimentado directamente a través del cableado de la señal de 4 a 20 mA, tiene protección contra bucles de tierra y riesgos eléctricos. Son adecuados para problemas de generación de energía en que el cableado de transmisor montado en campo puede recorrer cientos de metros y estar expuesto a fuertes campos de EMI. Cuando necesite alto aislamiento, busque productos que alcancen el estándar IEC 61326 para compatibilidad EMC.

Están disponibles transmisores a prueba de explosión y de intemperie. Busque calificación NEMA con relación a resistencia a la entrada de agua y aprobación FM para ambientes peligrosos o potencialmente explosivos.
Transmisor de Carril DIN Universal
Transmisor de Carril DIN Universal
Transmisores para Aplicaciones Exigentes
Transmisores para Aplicaciones Exigentes
Transmisor RTD Inalámbrico
Transmisor RTD Inalámbrico
 
Cuando se selecciona un transmisor de temperatura, es importante considerar lo siguiente:
  • Lugar de Montaje. ¿Será fijado? ¿Será un lugar externo? ¿Será un lugar peligroso?
  • Importancia de la integridad de la señal. Si un error de medición puede ser costoso, busque un transmisor que proporcione alto aislamiento.
  • Necesidad de posibilidad de programación. Si puntos de configuración y ajustes de escala son factores importantes, busque este tipo de transmisor.
  • Necesidad de capacidades "inteligentes". Estos transmisores de temperatura pueden mandar alertas si hay condiciones anormales y proporcionan información de diagnóstico que ayuda a agilizar el mantenimiento.

Conclusiones

Transmisores de temperatura tienen varias ventajas con relación a cableado directo de termopares y RTD. Además de mayor integridad de la señal (por la reducción de la sensibilidad a EMI), ellos tienen menores costos de instalación y mantenimiento.

Transmisores son particularmente útiles en situaciones de montaje en campo donde largos trayectos de cable son necesarios, pues cables de par trenzado ahorran dinero y proporcionan altos niveles de protección EMI.

Transmisores están disponibles en muchos formatos distintos, para instalaciones variando desde los fijados hasta carril DIN y de montaje de panel. Transmisores programables e "inteligentes" pueden mejorar la exactitud y proporcionar información de diagnóstico y alertas.

En ambientes peligrosos, busque transmisores con protección apropiada, normalmente indicada por una marca de "Aprobación FM".