FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAI ITALO BOLOGNA. PS GRADUAO EM INSTRUMENTAO E CONTROLE DE PROCESSOS INDUSTRIAIS. CONTROLE AUTOMTICO DE PROCESSOS. TECNOLOGIAS MEDIO DE CONTROLE DE TEMPERATURA. Autores. Eduardo Augusto. Diego William Pires. Ismael Pereira de Sousa. Jose Roberto. Resumo: Esteartigoapresentaumresumoda histria do surgimento da temperatura, anecessidadedeobteros conhecimentossobreamedio, definies,controle,relaes,tipos clssicosdemedies,tiposde instrumentosdemediesea influnciadoselementosfinaisde controle relacionado a temperatura. Palavras chaves. TECNOLOGIAS,MEDIO, CONTROLE, TEMPERATURA. Atemperaturaumadasvariveis mais usadas na indstria de controle de processosnosseusmaisdiversos segmentos e ainda vale lembrar que a temperaturaumagrandezabsica paraamedioecontroledevazo, densidade, etc. notveloavanodaFsicae eletrnicanosltimosanos.Sem dvidadetodasasreastcnicas, foramasmaismarcantesem desenvolvimentos.Hojesomos incapazes de viver sem as facilidades e benefciosqueestasreasnos proporcionamemnossasrotinas dirias. Histria da necessidade de se medir a temperatura. Iniciou-seapartirdomdicogrego ClaudiusGalenusof Pergamum (130-201) que por volta de 170Dc.Sugeriuque assensaes de quenteefriofossemmedidascom baseemumaescalacomquatro divises numeradas acima e abaixo. Ao decorrerdotempoGalileiGalileu (1564-1642)em1592idealizouo primeirotermmetroqueconsistiade umlongotubodevidrocomumbulbo preenchidocomvinho.Porvoltade 1612oMdicoitalianoSantorio Santorre(1561-1636)desenvolvelo primeiro termmetro, um termoscpio a arequipadocomumaescalapara leitura da temperatura. Em 1742 Suo AndersCelsius(1701-1744)graduou otermmetrocom100grauscomoo pontodeebuliodaguae0graus como o ponto de derretimento da neve. Atemperaturanosdiasdehojeexiste vriasunidadesdemedidascomo CelsiuseFahrenheitasmais conhecidas,KevineRankinequeso maisutilizadasporcientistase engenheirosevriasescalas.Coma criaodasdiversasescalas,houvea necessidadedadefiniodascurvas dosvriossensoresedeseuspontos decalibrao.Istofoialcanadonas diversas reunies desde 1889 at hoje ondefinalmentechegamosaoITS-90 (InternationalTemperatureScale) ESCALAINTERNACIONALDE TEMPERATURAoITS-90refernciadesenvolvidacomopadroem1990 e temostambmnormasepadresque soutilizadasnamediode temperaturacomoANSI(EUA),DIN (Alemanha),JIS(Japo),BS (Inglaterra), etc. Definio de temperatura: Temperaturaonomedadoa grandeza fsica que expressa a medida daagitaodostomosoumolculas de um corpo.Comosabemos,todososcorposso feitos de tomos e molculas que esto em constante agitao. Quanto maior agitaodostomosdocorpo,maior ser a temperatura do corpo. Quando a agitao (ou vibrao) dos tomos para completamente,nohmaiscomo diminuir a temperatura do corpo. Neste caso,dizemosque o corpochegouna menortemperaturapossvelparaa matria: o ZERO ABSLUTO. Na escala Clsiusestatemperaturacorresponde a 273 graus. Controles de temperatura Consisteemalteraratemperatura ambiente para a temperatura desejada atravsdoaquecimentoou arrefecimentomantendoassima temperatura nos valores desejados.Controle de Malha Aberta e de Malha Fechada. Oajustedavarivelmanipuladano controledemalhaabertafeitosem considerao do valor do processo. J, no controle de malha fechada a varivel manipuladajconsideradonovalor doprocessocomorefernciade realimentao.Controle de Temperatura - Malha aberta Consisteemumsistemaqueno possui realimentao e, em aplicar um sinaldecontrolenaentradadeum sistema, esperando-se que na sada a varivelcontroladaconsigaatingirum determinadovalorouapresenteum determinado comportamento desejado. Nesse tipo de sistema de controle no observamosaevoluodoprocesso para a determinar o sinal de controle. A entradanodependedasada,na verdadeespera-sequenasada tenhamososinaldesejadosemque possamostirarinformaesdelapara modificarmos a entrada. O problema de umsistemadecontroledessetipo questeremosasadadesejadase noocorreremperturbaestantode ordemexternacomointernas,poiso controlador atuar como se no tivesse ocorridoqualquerperturbaoea respostanotervalorparaasnovas caractersticas do sistema. Controle de Temperatura - Malha Fechada Tambmchamadodecontrole retroativo(realimentaooufeedback) necessitadeinformaesdasadado controladoratravsdeelementos sensoresoutransdutores,comparao sinaldasadacomoset-point (referncia)ecorrigeasadacasoa mesmaestejadesviando-sedos parmetros programados. Nocontroleemmalhafechada, informaessobrecomoasadade controleestevoluindosoutilizadas para determinar o sinal de controle que deveser aplicado ao processoem um instanteespecfico.Istofeitoapartir de uma realimentao da sada para a entrada.Emgeral,afimdetornaro sistemamaisprecisoedefazercom que ele reaja a perturbaes externas, o sinal de sada comparado com um sinal de referncia (chamado no jargo industrial de set-point) e o desvio (erro) e entre estes dois sinais utilizado para determinarosinaldecontroleuque deveefetivamenteseraplicadoao processo.Assim,osinaldecontrole determinadodeformaacorrigireste desvioentreasadaeosinalde referncia.Odispositivoqueutilizao sinaldeerroparadeterminarou calcularosinaldecontroleaser aplicadoplanta(sistemaaser controlado)Pocontrolador(ou compensador) C. Controladores de temperatura ON-OFF /LIGA-DESLIGA ou de histerese a forma de controlador mais simples queexisteeconsisteemumcircuito comparadorquecomparaosinalde entradacomdoissinaisdereferncia, chamadosdelimiteinferioresuperior. Quandoosinaldeentradaficamenor queolimiteinferior,asadado controladorativadaeoatuador acionadocomsuapotnciamxima. Quandoosinaldeentradaficamaior queolimitesuperior,asada desligadaeoatuadordesligado.A diferenaentreolimitesuperioreo inferiorchamadadehisterese. Normalmente,ahistereseajustvel de forma tal que o set-point fique entre olimiteinferioreosuperior.Desta formaosistemacontroladofica oscilandodeumvalormximoum mnimoenoatingenenhumvalor especfico.Noumcontroladordo tipoquevocespecficaporexemplo, 100C e ele estabiliza nisso. Agrandedesvantagemquea grandezacontrolada(temperatura, presso,etc.)noestabilizaem nenhumpontoesimoscilaentreo pontodesejado,indodolimiteinferior ao superior. Abaixovemosumcontrolesimplesde temperatura. O set-point foi de 100C, o limitesuperior120Ceoinferiorde 80C.Ahisteresede40C.Observe como a temperatura oscila em torno do valor desejado que de 100C, indo de 120C80Cotempotodo. Relaes entre temperaturas Asescalasmaiscomunsde temperaturassoCelsius(C), Fahrenheit (F), Kelvin (K), Reamur (R), Rankine (Ra). Relao entre escalas: Tipos clssicos de medio de temperatura Diretos. Estemcontatocomoobjetivoaser medidodiretamente,praticamenteno modaatemperaturadoobjetodevido ao contato do detector, mas em objetos pequenos e difcil medir a temperatura do objeto porque este tem tendncia a mudardetemperaturaquandoem contato com o detector e difcil medir objetos em movimento precisamente e indicadoparamedirtemperaturas menoresque1600grausCelsiuscom umaprecisode1%comumtempo derespostade>5minutos.Exemplos de medidores de temperaturas diretos: Termmetro a dilatao de lquidos, de slido. Termmetroapressodelquido,de gs, de vapor. Termmetroapartermoeltricoou termopar. Termmetro resistncia eltrica. Indiretos. Somedidoresquearadiaodo objetomedidotemquechegarato medidor, no mudam a temperatura do objeto a ser medido porque no h nem um contato fsico entre si, podem medir objetosqueestemmovimentose geralmentepodemediratemperatura dasuperfciedependendoda emissividadeeindicadoparamedir temperaturaselevadas(>-50graus celsius)comumaprecisode3a10 grauscelsiuscomumtempode respostageralmentepequeno(0,3a 3 segundos). Exemplos de medidores de temperaturas indiretos: Pirmetro ptico. Pirmetro fotoeltrico. Pirmetro de radiao. Termovisores Elementos Finais de Controle Oelementofinaldecontroleo instrumentoresponsvelporcorrigira varivel medida, baseado no resultado doclculorealizadopelocontrolador. Considera-se ento que a varivel est controlada.Soexemplosde elementos finais de controle: Resistncias eltricas. Queconvertemenergia eltrica em calor, por meio do processo deaquecimentoporefeitojoule.Ao circularumacorrenteeltricapor umcondutor,liberacalordevido resistncia oferecida pelo condutor. Trocadores de calor. So dispositivos responsveis em fazer trocatrmicaentredoisfluidoscom temperaturas diferentes. Podendosercontatodireto,queos fluidos se misturam ou contato indireto, que os fluidos permanecem separados, podem ser trocador de calor duplo tubo, trocador de calor casco e tubo. Pastilha de Peltier. So placas de cermicas recheadas de Bi2Te3(teluretodebismuto).Este efeito surge devido existncia de uma foraeletromotriznajuno,originada pela diferente composio de cada um dos lados da juno. Concluso. Notamos a importncia da medio de temperaturanaautomaoecontrole de processos, um pouco da histria da medio de temperatura e dos avanos tecnolgicosdostransmissoresde temperatura, um pouco sobre controles malhaabertasefechadasea importnciadatermodinmicaapesar deserumtemamuitoextensoede grande ultilidade.Referncias Fundamentos da Termodinmica - 7. Ed. - Van Wylen http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA_3UAF/instrumentacao-temperatura Controle & Instrumentao Edio 93 - TransmissoresdeTemperatura, Csar Cassiolato. MecatrnicaEdio48- TransmissoresdeTemperatura, Csar Cassiolato. http://www.deetc.isel.ipl.pt/jetc05/JETC99/pdf/art_53.pdf