CONTROLE OP. &CONTROLE OP. &INSTRUMENTAÇÃINSTRUMENTAÇÃ

OO

TEMPERATURATEMPERATURAProf. ArnaldoProf. ArnaldoI. T. ConsultantI. T. ConsultantI. A. I. ConsultantI. A. I. Consultant

CIÊNCIACIÊNCIA

dosdosSENSORESSENSORES

TemperaturaTemperaturacomo como

Variável deVariável deProcessoProcesso

MedirMedir, ControlarControlar & SupervisionarSupervisionar as VariáveisVariáveisFísico-QuímicasFísico-Químicas em Eventos Op.Eventos Op. de ProcessosProcessosProdutivos IndustriaisProdutivos Industriais é obterobter todas GarantiasGarantias

TécnicasTécnicas necessárias de ProdutosProdutos com AltosAltos Níveis de QualidadeNíveis de Qualidade, com melhoresmelhores CondiçõesCondições

de Rendimentode Rendimento possíveis, a Custos Custos compatíveiscompatíveis

com as RealidadesRealidades da Empresa ProdutoraEmpresa Produtora semsemdeixar de atenderdeixar de atender as Exigências ComerciaisExigências Comerciais do

próprio Mercado ConsumidorMercado Consumidor ; ;

Nos diversos SetoresSetores do Mercado IndustrialMercado Industrial aMonitoração FuncionalMonitoração Funcional da TemperaturaTemperatura é

FundamentalFundamental para a obtençãoobtenção dos ProdutosProdutos &Sub-ProdutosSub-Produtos especificados de acordode acordo com assuas Normatizações TécnicasNormatizações Técnicas & ComerciaisComerciais ; ;

TermometriaTermometria (“Medir TemperaturasMedir Temperaturas”) pode ser,eventualmente, confundidaconfundida com PirometriaPirometria queé aplicadaaplicada com significado parecidosignificado parecido, porémporém ::

• PirometriaPirometria - MediçãoMedição de Altas TemperaturasAltas Temperaturas, na faixafaixa aonde Efeitos da Radiação TérmicaEfeitos da Radiação Térmica se manifestammanifestam dentro dos Processos Op.Processos Op. ; ;

• CriometriaCriometria - MedirMedir Baixas TemperaturasBaixas Temperaturas

próximaspróximas ao Zero AbsolutoZero Absoluto da TemperaturaTemperatura ; ;

• TermometriaTermometria - TermoTermo mais abrangentemais abrangente que incluiinclui PirometriaPirometria & CriometriaCriometria que são casoscasos particularesparticulares da Medição de TemperaturaMedição de Temperatura ; ;

TemperaturaTemperatura é diferente de é diferente de CalorCalor ! ! ! ! ! !

# # CalorCalor é uma Forma de EnergiaForma de Energia & TemperaturaTemperatura

é uma Grandeza Física FundamentalGrandeza Física Fundamental ;;

# # CalorCalor adicionadoadicionado ou retiradoretirado de um CorpoCorpo alteraaltera fundamentalmente sua TemperaturaTemperatura ;;

## CalorCalor transformatransforma SólidosSólidos em LíquidosLíquidos & estes em VaporesVapores ou GasesGases ;;

## Expansão FísicaExpansão Física dos CorposCorpos é tb. resultadoresultado dos Processos de AquecimentoProcessos de Aquecimento ;;

## Energia do CalorEnergia do Calor pode ser transformadatransformada em Energia MecânicaEnergia Mecânica na Produção de TrabalhoProdução de Trabalho porém, mais comummais comum é que Energia MecânicaEnergia Mecânica, ElétricaElétrica ou QuímicaQuímica do TrabalhoTrabalho, produzamproduzam também CalorCalor, por causa dos AtritosAtritos & PerdasPerdas ;;

Por intermédio do Frio IntensoFrio Intenso pode-se tb. obterobterMudanças de EstadoMudanças de Estado para os Elementos FísicosElementos Físicos& QuímicosQuímicos, por ProcessosProcessos de LiofilizaçãoLiofilização ( tb.conhecidos por CriodessecaçãoCriodessecação, CongelamentoCongelamentoà Vácuoà Vácuo ou “Freeze DryingFreeze Drying” ) que são MétodosMétodos

de DesidrataçãoDesidratação usados na Preservação TécnicaPreservação Técnicade Alimentos PerecíveisAlimentos Perecíveis, Matérias PrimasMatérias Primas,

Princípios AtivosPrincípios Ativos, VitaminasVitaminas, BactériasBactérias, VírusVírus,etc., onde após CongelamentoCongelamento, a ÁguaÁgua & outros

SolventesSolventes são retiradosretirados, através de SublimaçãoSublimação,SEMSEM que os ElementosElementos citados passem pelo

Estado LíquidoEstado Líquido, preservando-sepreservando-se, assim, todastodasas PropriedadesPropriedades desejadas para estes ProdutosProdutos

em questão ;;

TEMPERATURATEMPERATURA && CALORCALOR

CorposCorpos, SubstânciasSubstâncias & GasesGases são constituídosconstituídospor MoléculasMoléculas, ÁtomosÁtomos & suas Sub-partículasSub-partículasque se encontram em Contínua VibraçãoContínua Vibração & o

quanto mais rápidamais rápida tal Agitação TérmicaAgitação Térmica, maismaisaquecidosaquecidos tais ElementosElementos se apresentam estejamestes em quaisquer Estados Físico-QuímicosEstados Físico-Químicos, &TemperaturaTemperatura relaciona-se diretamenterelaciona-se diretamente com talContextoContexto pois, na prática, TemperaturaTemperatura pode ser

representadarepresentada por Escalas NuméricasEscalas Numéricas, ondequanto maiorquanto maior forem os ValoresValores, maiormaior será a

Energia Cinética MédiaEnergia Cinética Média de seus ComponentesComponentesInternosInternos que formamformam a Estrutura da MatériaEstrutura da Matéria

do ElementoElemento que está sendo analisado ;;

Estrutura Atômica ClássicaEstrutura Atômica Clássica

Modelo Atômico de Modelo Atômico de SommerfeldSommerfeld

( Divulgação Científica -- Divulgação Científica -- 19161916 )

Órbitas Eletrônicas Órbitas Eletrônicas ElípticasElípticas

Diagrama Esquemático Padrão Diagrama Esquemático Padrão para apara a Estrutura AtômicaEstrutura Atômica de umde um

μμ-S-Segmentoegmentodede Material Condutor ElétricoMaterial Condutor Elétrico,

aonde aonde são demonstrados os possíveissão demonstrados os possíveis

Deslocamentos Eletrônicos Deslocamentos Eletrônicos desordenadosdesordenados

( típicos de umtípicos de um Material em RepousoMaterial em Repouso )

elétronelétronNúcleoNúcleoPrótonsPrótons&

NêutroNêutronsns

Estrutura Atômica Estrutura Atômica QuânticaQuântica

Modelagem Sub-Modelagem Sub-AtômicaAtômica

Gell-MannGell-Mann / / ZweigZweig

Modelo Atômico AtualModelo Atômico Atual que que reúnereúne os os Conhecimentos da Conhecimentos da

Teoria QuânticaTeoria Quântica, , incluindoincluindo os os Conceitos relativos às Conceitos relativos às

Interações FortesInterações Fortes ((Cromodinâmica QuânticaCromodinâmica Quântica) com ) com

a a Teoria UnificadaTeoria Unificadarelacionada às relacionada às Interações Interações

FracasFracas & às & às Forças EletromagnéticasForças Eletromagnéticas

Padrão Atual de Modelo Padrão Atual de Modelo AtômicoAtômico

1964 / 19681964 / 1968

Estrutura Atômica Estrutura Atômica QuânticaQuântica

EstruturasAtômicas

MatériaMatéria

Moléculas Estruturas Moleculares

MMAAPPAA

CCOONNCCEEIITTUUAA LL

Energia TérmicaEnergia Térmica dos MeiosMeios passa a ser SomatóriaSomatória das

Energias CinéticasEnergias Cinéticas de seus Componentes InternosComponentes Internos &além de dependerdepender da TemperaturaTemperatura, considera tambémsuas MassasMassas & os Tipos de ElementosTipos de Elementos sob AnálisesAnálises ; ;

CalorCalor é uma Forma de EnergiaForma de Energia em trânsitoem trânsito transferidatransferidapelos MeiosMeios em virtude de Diferenças de TemperaturaDiferenças de Temperatura ::

• ConduçãoCondução : : ProcessoProcesso de de Transferência de EnergiaTransferência de Energia

TérmicaTérmica atravésatravés dos dos Elementos ComponentesElementos Componentes de um de um

Meio SólidoMeio Sólido, , LíquidoLíquido ou ou GasosoGasoso, , SEMSEM Transporte deTransporte de

MatériaMatéria, com a , com a Energia TérmicaEnergia Térmica se se propagandopropagando por por

Contato DiretoContato Direto sempresempre das das Regiões da MatériaRegiões da Matéria sob sob

TemperaturasTemperaturas mais Altasmais Altas em direçãoem direção às ÁreasÁreas do do

MaterialMaterial sob sob TemperaturasTemperaturas mais baixasmais baixas ;;

• RadiaçãoRadiação : : ProcessoProcesso de de Transferência de EnergiaTransferência de Energia

TérmicaTérmica atravésatravés dos dos Elementos ComponentesElementos Componentes de um de um

Meio SólidoMeio Sólido, , LíquidoLíquido ou ou GasosoGasoso aonde o CalorCalor fluiflui deum MaterialMaterial mais aquecidomais aquecido para outrooutro menos quentemenos quente,estando estes MateriaisMateriais separados fisicamenteseparados fisicamente, mesmo que sob Situação de VácuoSituação de Vácuo ; ;

• ConvecçãoConvecção : : ProcessoProcesso de de Transferência de Transferência de EnergiaEnergia

TérmicaTérmica atravésatravés dos dos Elementos ComponentesElementos Componentes de um de um

Meio SólidoMeio Sólido, , LíquidoLíquido ou ou GasosoGasoso aonde existem AçõesAções

CombinadasCombinadas da Condução de CalorCondução de Calor, ArmazenamentoArmazenamento

de Energiade Energia & Movimento FísicoMovimento Físico dos MateriaisMateriais que estão

envolvidos, principalmenteprincipalmente entre SólidosSólidos em relaçãoem relação a

LíquidosLíquidos &/ou GasesGases ; ;

• TemperaturaTemperatura é uma Propriedade da EnergiaPropriedade da Energia & deve ser medidadeve ser medida através dos EfeitosEfeitos da Energia Energia CaloríficaCalorífica em um MaterialMaterial, sendo estes Efeitos Efeitos diferentesdiferentes em Materiais diferentesMateriais diferentes, pois, por exemplo, a Expansão TermalExpansão Termal dos ElementosElementos dependerá do Tipo do MaterialTipo do Material analisado, mas é possível obter-sepossível obter-se mesma TemperaturaTemperatura para Materiais diferentesMateriais diferentes, se eles forem corretamente corretamente CalibradosCalibrados ;;

• CalibraçõesCalibrações são Processos ComparativosProcessos Comparativos dos EfeitosEfeitos causadoscausados por um Tipo de EnergiaTipo de Energia quando analisados, pelo menos, 2 Materiais diferentes2 Materiais diferentes, sendo um deles Referência TécnicaReferência Técnica por possuir certa(s) PropriedadePropriedade(ss) EspecíficaEspecífica(ss) sob certas certas Situações Op.Situações Op. (Ex: C.N.T.P.C.N.T.P.) ;;

• No caso da TemperaturaTemperatura, propõem-se aqueceraquecer MateriaisMateriais até determinados Valoresdeterminados Valores, que possam ser repetidos & então, propõem-se Marcações Marcações PadronizadasPadronizadas em um dos MateriaisMateriais, denominado de ReferênciaReferência, em função deste não ter se expandidonão ter se expandido ou contraído tantocontraído tanto fisicamente ;;

Para melhor se expressar, mensurar &Para melhor se expressar, mensurar &

monitorar as monitorar as Leis da TermodinâmicaLeis da Termodinâmica foi foi

criada uma criada uma Escala Prática InternacionalEscala Prática Internacional

de Temperaturade Temperatura baseada em Fenômenos baseada em Fenômenos

das das MudançasMudanças de de Estados FísicosEstados Físicos das das

Substâncias PurasSubstâncias Puras, que ocorrem sempre, que ocorrem sempre

em em Condições ÚnicasCondições Únicas de de TemperaturaTemperatura & &

PressãoPressão originando, assim, os originando, assim, os chamadoschamados

Pontos Fixos de Temperatura PadrãoPontos Fixos de Temperatura Padrão

( ( IPTS-48IPTS-48 ; ; IPTS-68IPTS-68 ; ; ITS-90ITS-90 ; ... ) ; ; ... ) ;

Ponto TriploPonto TriploOnde as Fases SólidaFases Sólida, LíquidaLíquida & GasosaGasosa se

encontramencontram em Perfeito EquilíbrioPerfeito Equilíbrio emcertos Materiais PurosMateriais Puros

IPTSIPTS6868

TemperaturaTemperatura & suas Escalas MétricasEscalas Métricas

Historicamente, com a criação das diversasEscalas Métricas TérmicasEscalas Métricas Térmicas, houve uma

NecessidadeNecessidade da DefiniçãoDefinição das CurvasCurvas devários Tipos de SensoresSensores & seus PontosPontos

de Calibração Op.Calibração Op. & isto foi alcançado porintermédio de ReuniõesReuniões & CongressosCongressosTécnicosTécnicos desde 1889 até hoje, onde se

chegou à ITS-90 Ref.ITS-90 Ref. ( InternationalInternationalTemperature ScaleTemperature Scale ), sendo que as

EscalasEscalas mais utilizadas industrialmenteindustrialmente para Controle de ProcessosControle de Processos são as

CelsiusCelsius & FahrenheitFahrenheit, com a KelvinKelvin & a RankineRankine sendo mais empregadas paraPesquisaPesquisa & DesenvolvimentoDesenvolvimento atravésde suas Aplicações a partir das Normas Técnicas ANSIANSI (EUA), DINDIN (Alemanha), JISJIS (Japão), BSBS (Inglaterra), UNIUNI (Itália), ISAISA (EUA & Internacional), ABNT ABNT, etc...

TemperaturaTemperatura & suas Escalas MétricasEscalas Métricas

PRINCIPAIS CONVERSÕES PRINCIPAIS CONVERSÕES MÉTRICASMÉTRICAS

CELSIUSCELSIUS FAHRENHEITFAHRENHEIT

°C / 5 = ( °F – 32 ) / 9

CELSIUSCELSIUS KELVINKELVIN

K = 273,15 + °C

F A H R E N H E I TF A H R E N H E I T R A N K I N ER A N K I N E

Ra = 459,67 + °F

K E L V I NK E L V I N R A N K I N ER A N K I N E

K = ( R x 5 ) / 9

Ponto de EbuliçãoPonto de Ebulição do OxigênioOxigênio é -182,86°C.

Obter tal TemperaturaTemperatura :: a) KK b) °F°F c) RR

a) °C°C KK :: K = 273,15 + (-182,86) = 90,29 90,29 KK

b) °C°C °F°F :: - 182,86 = °F-32 = - 297,15° F- 297,15° F 5 9

c) °C°C R R ou °C°C KK RR : 90,29 = R x 5 = 162,52 R162,52 R 9

• Efetuar as seguintes ConversõesEfetuar as seguintes Conversões : :

a ) 200°C = ? Rab ) 0°F = ? °Cc ) 310 R = ? Kd ) 34°F = ? Ke ) 98°C = ? Kf ) 587 K = ? °Fg ) 471 K = ? °Ch ) 874 °F = ? Ki ) -41 °C = ? °F

• A que A que TemperaturaTemperatura a Leitura fornecida pela a Leitura fornecida pela EscalaEscalaFahrenheitFahrenheit é exatamente o é exatamente o DobroDobro daquela fornecida daquela fornecidapela pela Escala CelsiusEscala Celsius ? Quanto isso seria em ? Quanto isso seria em RankineRankine ? ?

• Imaginando nova Imaginando nova Escala de TemperaturaEscala de Temperatura que atribua que atribuavalor de valor de -20°-20° ao Ponto de Solidificação da Água & ao Ponto de Solidificação da Água &

+230°+230°ao Ponto de Ebulição. Quais leituras seriam obtidas seao Ponto de Ebulição. Quais leituras seriam obtidas se

fossem medidos fossem medidos 20°C20°C & & 600°C600°C ? ?

• Dois Dois TermômetrosTermômetros, um graduado em , um graduado em CelsiusCelsius & outro & outroem em FahrenheitFahrenheit, forneceram mesma leitura para a, forneceram mesma leitura para aTemperaturaTemperatura de um Gás. Determine esse valor. de um Gás. Determine esse valor.

• A A Temperatura MédiaTemperatura Média do Corpo humano é do Corpo humano é +36,5°C+36,5°C..Determine o valor dessa Determine o valor dessa TemperaturaTemperatura em em RankineRankine..

• Em um deserto registrou-se a Em um deserto registrou-se a TemperaturaTemperatura de de X °CX °C..Com a Com a Escala FahrenheitEscala Fahrenheit, a Leitura foi 12 Unidades, a Leitura foi 12 Unidadesmais alta. Determine o valor desta mais alta. Determine o valor desta TemperaturaTemperatura..

Celsius Celsius FahrenheitFahrenheit °F = ( °C x 1,8 ) + 32 °F = ( °C x 1,8 ) + 32

Celsius Celsius Kelvin Kelvin K = K = °C + 273,15°C + 273,15

Celsius Celsius Rankine RankineRa =Ra = [( °C x 1,8 ) + 32] + °C x 1,8 ) + 32] +

459,67459,67

Kelvin Kelvin Celsius Celsius °C °C = K = K - 273,15- 273,15

Kelvin Kelvin Fahrenheit Fahrenheit °°F = ( K x 1,8 ) – F = ( K x 1,8 ) – 459,67459,67

Kelvin Kelvin Rankine Rankine Ra = K x 1,8Ra = K x 1,8

Fahrenheit Fahrenheit CelsiusCelsius °°C = ( C = ( °°F – 32 ) / 1,8F – 32 ) / 1,8

FahrenheitFahrenheit Kelvin Kelvin K = ( K = ( °°F + 459,67 ) / F + 459,67 ) / 1,81,8

Fahrenheit Fahrenheit RankineRankine Ra = Ra = °°F + 459,67F + 459,67

Rankine Rankine Celsius Celsius °C = [( Ra – 32 ) – °C = [( Ra – 32 ) – 459,67] / 1,8459,67] / 1,8

Rankine Rankine FahrenheitFahrenheit °F = Ra – 459,67°F = Ra – 459,67

Rankine Rankine Kelvin Kelvin K = Ra / 1,8K = Ra / 1,8

EquipamentosEquipamentos&&

SensoresSensores dede

TermometriaTermometria

Princípios Básicos de Operação paraPrincípios Básicos de Operação para

Tecnologia de Termometria IndustrialTecnologia de Termometria Industrial

• ExpansãoExpansão do Elemento Físico-QuímicoElemento Físico-Químico, provocando AlteraçõesAlterações de

ComprimentoComprimento, VolumeVolume ou PressãoPressão ;;

• AlteraçãoAlteração da Resistência ElétricaResistência Elétrica ;;

• IteraçãoIteração dos Potenciais ElétricosPotenciais Elétricos entre Elementos Físico-QuímicosElementos Físico-Químicos diferentesdiferentes ;;

• AlteraçãoAlteração de NíveisNíveis da Potência RadiantePotência Radiante ;;

Metodologias Operacionais de Metodologias Operacionais de Medição para Termometria Medição para Termometria

IndustrialIndustrial

• 1º Grupo1º Grupo ( Por Contato DiretoPor Contato Direto )

− Termômetros à DilataçãoTermômetros à Dilatação :: LíquidosLíquidos & SólidosSólidos

− Termômetros à PressãoTermômetros à Pressão :: LíquidosLíquidos, GasesGases & VaporesVapores

− Termômetros a Par TermoelétricoTermômetros a Par Termoelétrico

− Termômetros à Resistência ElétricaTermômetros à Resistência Elétrica

• 2º Grupo2º Grupo ( Por Contato IndiretoPor Contato Indireto )

− Pirômetros ÓpticosPirômetros Ópticos

− Pirômetros FotoelétricosPirômetros Fotoelétricos

− Pirômetros de RadiaçãoPirômetros de Radiação

CaracterísticaCaracterísticass

Contato DiretoContato Direto Contato Contato IndiretoIndireto

Condição Condição NecessáriaNecessária

para obterpara obter

Medições PrecisasMedições Precisas

## Contato com o Contato com o Elemento Elemento ;;

## Praticamente não Praticamente não mudarmudar

Temperatura do Temperatura do Elemento Elemento

em Contato com o em Contato com o Sensor Sensor ;;

Radiação do ElementoRadiação do Elemento

medido deve chegarmedido deve chegar

sem maiores Problemassem maiores Problemas

até o Dispositivo até o Dispositivo SensorSensor

ContextosContextos

FuncionaisFuncionais

PráticosPráticos

PossíveisPossíveis

## Difícil medir Difícil medir TemperaturaTemperatura

de Objetos Pequenos de Objetos Pequenos pelaspelas

Variações causadas peloVariações causadas pelo

contato com Elementos contato com Elementos emem

Temperaturas diferentes Temperaturas diferentes ;;

## Difícil medir Difícil medir ElementosElementos

em Movimento em Movimento ;;

## Não muda Não muda Temperatura do Temperatura do

Elemento quando Elemento quando Sensor não está em Sensor não está em

Contato Contato ;;

## Medição de Medição de Elementos em Elementos em

Movimentação Movimentação ;;

## Medição da Medição da Temperatura Temperatura

de Superfíciesde Superfícies ; ;

## Dependente dos Dependente dos Níveis deNíveis de

Emissividade Térmica Emissividade Térmica ;;

Faixa Op.Faixa Op. Temperaturas < 1600 ºCTemperaturas < 1600 ºCTemperaturas ElevadasTemperaturas Elevadas

& Temp. < - 50 ºC& Temp. < - 50 ºC

Precisão Op.Precisão Op.Geralmente ± 1% Geralmente ± 1%

da Faixa Op.da Faixa Op.

Geralmente Geralmente DiferenciaisDiferenciais

de 3 a 10 ºCde 3 a 10 ºC

Tempo Tempo RespostaResposta

Geralmente GrandeGeralmente Grande

( > 5 min. )( > 5 min. )Geralmente PequenoGeralmente Pequeno

( 0,3 ~ 3 seg. )( 0,3 ~ 3 seg. )

TermômetrosTermômetrosporpor

DilataçãoDilatação ououExpansãoExpansão

VolumétricaVolumétrica

Termômetros à Dilatação de LíquidosTermômetros à Dilatação de Líquidos

Baseiam-se na Lei da Expansão VolumétricaLei da Expansão Volumétrica de LíquidosLíquidosa partir de ValoresValores de TemperaturaTemperatura que vão se sucedendo

dentrodentro de um Recipiente Hermeticamente FechadoRecipiente Hermeticamente Fechado ::

Vt = Vo.[ 1 +b1.(Dt) + b2.(Dt)2 + b3.(Dt)3 ]Vt = Vo.[ 1 +b1.(Dt) + b2.(Dt)2 + b3.(Dt)3 ]• tt = Temperatura do Líquido em °C°C• VoVo = Volume do Líquido à Temp. de Referência toto• Vt Vt = Volume do Líquido à Temperatura tt• b1b1, b2b2, b3b3 = Coeficientes de Expansão do Líquido °C¯¹°C¯¹• DtDt = t t – toto

Na Prática, LinearizandoLinearizando a Expressão acima : :

Vt = Vo.( 1 + b . Dt )Vt = Vo.( 1 + b . Dt )

Termômetros de Dilatação de LíquidosTermômetros de Dilatação de Líquidos

em Recipientes de Vidro Transparenteem Recipientes de Vidro Transparente

Constituídos de um ReservatórioReservatório, com dimensõesdimensões que dependem da Sensibilidade TérmicaSensibilidade Térmica desejada,soldadosoldado a um Tubo CapilarTubo Capilar cuja SeçãoSeção deve ser a mais uniformemais uniforme,

sendo fechadofechado na Parte SuperiorParte Superior ;;

ReservatórioReservatório & parte do CapilarCapilar são preenchidospreenchidos por um LíquidoLíquido & emuma das extremidadesextremidades do CapilarCapilar

existe um AlargamentoAlargamento que protegeprotegeo TermômetroTermômetro no caso dos Níveis Níveis TérmicosTérmicos ultrapassaremultrapassarem os seus

Limites MáximosLimites Máximos previstos ;;

Princípio FuncionalPrincípio Funcional ::

• A Expansão VolumétricaExpansão Volumétrica do LíquidoLíquido é maiormaior que a do VidroVidro, assim, quando se aplica CalorCalor no BulboBulbo de VidroVidro, LíquidoLíquido se expandeexpande mais mais rapidamenterapidamente que o próprio BulboBulbo ;;

• DiferençaDiferença nos Níveis de Níveis de ExpansãoExpansão aliada ao próprio Princípio da Princípio da CapilaridadeCapilaridade permite ao LíquidoLíquido subirsubir pelo Tubo Tubo CapilarCapilar de VidroVidro ( MeniscoMenisco ) fixo ao BulboBulbo ;;

• Os LíquidosLíquidos mais usadosmais usados neste Tipo de TermômetroTermômetro são o MercúrioMercúrio, ToluenoTolueno, ÁlcoolÁlcool & AcetonaAcetona ;;

SUBSSUBS

TÂNTÂN

CIACIA

LÍQUIDALÍQUIDA

PONTO PONTO DEDE

SOLIDISOLIDI

FICAÇÃOFICAÇÃO

[ ºc ][ ºc ]

PONTO PONTO DEDE

EBULIEBULI

ÇÃOÇÃO

[ ºc ][ ºc ]

FAIXA FAIXA Op.Op.

DEDE

USOUSO

[ ºc ][ ºc ]

MercúrioMercúrio - 39- 39 + 357+ 357- 3838

atéaté

+ 550+ 550

Álcool Álcool EtílicoEtílico - 115- 115 + 78+ 78

- 100100

atéaté

+ 70+ 70

ToluenoTolueno - 92- 92 + 110+ 110- 8080

atéaté

+ 100+ 100

Termômetros de DilataçãoTermômetros de Dilataçãodede

Líquidos em RecipientesLíquidos em Recipientesdede

Vidro TransparenteVidro Transparente

Termômetros de Líquidos com Bulbo deTermômetros de Líquidos com Bulbo de

VidroVidro podem ser empregadosempregados em ::

a)a) Compartimentos FechadosCompartimentos Fechados ou CobertosCobertos,para àquelas Situações FuncionaisSituações Funcionais nas quais

LeiturasLeituras de TemperaturaTemperatura ocorrerão no próprio

Local de InstalaçãoLocal de Instalação dos SensoresSensores ;;

b)b) Para àquelas Situações Op.Situações Op. em puderem ser

toleradastoleradas ExatidõesExatidões de até 1%até 1% das EscalasEscalas

de Mediçãode Medição & onde os Tempos de RespostaTempos de Respostapoderão ser consideravelmente Lentosconsideravelmente Lentos, SEMSEM

quaisquer PrejuízosPrejuízos aos Resultados Resultados TécnicosTécnicos ;;

Termômetros de Líquidos em Bulbo de Termômetros de Líquidos em Bulbo de VidroVidroConstruído em VidroVidro com Capilar Capilar

Prismático AmareloPrismático Amarelo p/a MercúrioMercúrio & Capilar Capilar RedondoRedondo com Líquido VermelhoLíquido Vermelho / AzulAzul, opcionalmente com Protetor de LatãoProtetor de Latão ou

Aço InoxidávelAço Inoxidável, CorpoCorpo de 235 x 18 ± 20mm, HasteHaste & EscalasEscalas solicitadas por Cliente, conf.

as Características Físicas Op.Características Físicas Op. ::

Protetor de Termômetros em Bulbo de Protetor de Termômetros em Bulbo de VidroVidro

ProtetoresProtetores para TermômetrosTermômetros são construídos em LatãoLatão ou Aço InoxidávelAço Inoxidável,

permitindo que a Parte AtivaParte Ativa dos SensoresSensores fique protegidos protegidos

mecanicamentemecanicamente contra ImpactosImpactos sendo recomendadosrecomendados para InserçãoInserção em

ProcessosProcessos Produtivos IndustriaisProdutivos Industriais & Ar Ar CondicionadoCondicionado ;;

Termômetros à Dilatação Termômetros à Dilatação VolumétricaVolumétrica

de Líquidos em Recipientes de Líquidos em Recipientes MetálicosMetálicos

Um Bulbo MetálicoBulbo Metálico ligadoligado a um Capilar Capilar MetálicoMetálico & até um

Elemento Sensor Elemento Sensor que é ExtensívelExtensível ;;

O LíquidoLíquido preencherápreencherá todo o InstrumentoInstrumento &

com a VariaçãoVariação da TemperaturaTemperatura se

dilatarádilatará deformando deformando elasticamenteelasticamente o próprio

Elemento SensorElemento Sensor ;;

Relação LinearRelação Linear entre os Valores de Valores de

TemperaturaTemperatura & Deformação Deformação

VolumétricaVolumétrica ;;

Termômetros à Dilatação VolumétricaTermômetros à Dilatação Volumétricade Líquidos em Recipientes Metálicosde Líquidos em Recipientes Metálicos

# # BulboBulbo :: Dimensões Físicas VariáveisDimensões Físicas Variáveis conforme os TiposTipos de Líquidosde Líquidos & principalmenteprincipalmente com a Sensibilidade Op.Sensibilidade Op. desejada para o TermômetroTermômetro & suas AplicaçõesAplicações ;;

# # CapilarCapilar : : Dimensões VariáveisDimensões Variáveis, com Diâmetro InternoDiâmetro Interno sendo menor possívelmenor possível, a fim de evitarevitar as InfluênciasInfluências da Temperatura AmbienteTemperatura Ambiente & não oferecernão oferecer ResistênciasResistências à PassagemPassagem do LíquidoLíquido em Expansão VolumétricaExpansão Volumétrica ;;

# # Elemento SensorElemento Sensor : : Normalmente, um Tubo de BourdonTubo de Bourdon, sendo que TermômetrosTermômetros deste Tipo podem ser aplicadosaplicados em IndústriasIndústrias para IndicaçãoIndicação & RegistroRegistro dos ValoresValores TérmicosTérmicos em EventosEventos de Processos ProdutivosProcessos Produtivos ;;

LíquidoLíquido Faixa de Faixa de UtilizaçãoUtilização

MercúrioMercúrio - 35° a + - 35° a + 750°750°

XilenoXileno - 40° a + - 40° a + 400°400°

AcetonaAcetona - 80° a + - 80° a + 50°50°

ToluenoTolueno - 80° a - 80° a +100°+100°

ÁlcoolÁlcool - 80° a + - 80° a + 70°70°

Tipos de Elementos de Tipos de Elementos de MediçãoMedição : :

A.A. Tipo C Tipo C B.B. Helicoidal Helicoidal C.C. EspiralEspiralTermômetrosTermômetros

dedeDilataçãoDilatação

VolumétricaVolumétrica

## MateriaisMateriais mais usados na ConfecçãoConfecção destes Instrumentos deInstrumentos de Medição TérmicaMedição Térmica : Bronze Fosforoso, Cobre - Berílio, Aço Inox & Aço Carbono ;

## Este Sistema de MediçãoSistema de Medição usa LíquidoLíquido inserido em RecipienteRecipiente & normalmente, como as DistânciasDistâncias entre Elemento SensorElemento Sensor & BulboBulbo são consideráveisconsideráveis, fazendo com que, quando existiremexistirem VariaçõesVariações na Temperatura AmbienteTemperatura Ambiente que afetemafetem o LíquidoLíquido no BulboBulbo ou todo SistemaSistema, poderão haver Erros de LeituraErros de Leitura a serem compensadoscompensados através de 2 Metodologias Técnicas2 Metodologias Técnicas ::

• Classe 1BClasse 1B - CompensaçãoCompensação somentesomente no SensorSensor, através de Lâmina BimetálicaLâmina Bimetálica, considerado um Sistema simplesSistema simples, mas o Comprimento MáximoComprimento Máximo do CapilarCapilar deve ser de ≈≈ 6 m6 m ;;

• Classe 1AClasse 1A – Qdo. a DistânciaDistância do CapilarCapilar for >> 6 m6 m, SistemaSistema de CompensaçãoCompensação é aplicadoaplicado no SensorSensor & no CapilarCapilar, através de um 2º. Capilar2º. Capilar conectadoconectado a um Elemento SensorElemento Sensor com o Comprimento IdênticoComprimento Idêntico ao do Sistema de Medição originalSistema de Medição original, mas que vai ligadoligado em OposiçãoOposição, porém sem quesem que o BulboBulbo venha ser interconectadointerconectado pela 2ª vez2ª vez no mesmo SistemaSistema ; ;

Termômetros por Expansão LíquidaTermômetros por Expansão Líquida

## Tais TermômetrosTermômetros são usados em IndústriasIndústrias nas FunçõesFunções de IndicaçãoIndicação & RegistroRegistro, permitindopermitindo, inclusive, Leituras RemotasLeituras Remotas, sendo precisosprecisos, mas Não recomendadosNão recomendados para ReferenciaisReferenciais de ControleControle em função dos Elevados tempos deElevados tempos de

Resposta OperacionalResposta Operacional ;;

## O Poço de ProteçãoPoço de Proteção permitepermite ManutençãoManutenção do TermômetroTermômetro com Processo em OperaçãoProcesso em Operação, mas recomenda-serecomenda-se NÃO dobrarNÃO dobrar o CapilarCapilar com Curvaturas AcentuadasCurvaturas Acentuadas, para não prejudicarnão prejudicar MovimentoMovimento do LíquidoLíquido em seu interiorinterior, o que causaria Sérios Problemas de Medição Op.Sérios Problemas de Medição Op. ;;

Termômetros à Dilatação VolumétricaTermômetros à Dilatação Volumétrica

ou ou Expansão de GasesExpansão de Gases

• Fisicamente idênticos aos TermômetrosTermômetros de Dilatação Dilatação de Líquidosde Líquidos, consta de BulboBulbo, Elemento SensorElemento Sensor & Capilar de ConexãoCapilar de Conexão, sendo o InteriorInterior do ConjuntoConjunto preenchidopreenchido com Gás à Alta PressãoGás à Alta Pressão ; ;

• Com VariaçãoVariação da TemperaturaTemperatura, o GásGás variavaria a PressãoPressãoconforme a Equação a seguir, enquanto o Elemento deElemento de

MediçãoMedição operaopera como um ManômetroManômetro ::

• P1 / T1 = P2 / T2 = . . . = Pn / TnP1 / T1 = P2 / T2 = . . . = Pn / Tn

• Observa-se que Variações de PressãoVariações de Pressão são linearmente dependenteslinearmente dependentes da TemperaturaTemperatura, com Volume constanteVolume constante ;;

Lei Gay-LussacLei Gay-Lussac““Gases Perfeitos”Gases Perfeitos”

Termômetros à Expansão de GasesTermômetros à Expansão de Gases

NN22 é o GásGás mais usadomais usado, enchidoenchido com uma PressãoPressão de 2020 a 50 atm50 atm,

para a Temperatura MínimaTemperatura Mínima a medir & sua Faixa de MediçãoFaixa de Medição de - -

100100 a + 600 + 600 °°CC, sendo o Limite Limite InferiorInferior devido a Temperatura Temperatura

CríticaCrítica do GásGás & LimiteLimite SuperiorSuperior proveniente do RecipienteRecipiente

apresentar maior Permeabilidademaior Permeabilidade em tal Valor, o que acarretariao que acarretaria sua PerdaPerda inutilizandoinutilizando o TermômetroTermômetro ; ;

Termômetros à Expansão de Termômetros à Expansão de VaporesVapores

Conforme a Lei de Dalton dos Lei de Dalton dos GasesGases,

em q.q. VariaçõesVariações de TemperaturaTemperaturaocorrerão VariaçõesVariações no VaporVapor do

GásGásLiquefeitoLiquefeito no BulboBulbo do

TermômetroTermômetro & assim, VariaçõesVariações na PressãoPressão noCapilarCapilar, com a seguinte RelaçãoRelação ::

log P1 / P 2 = He . ( 1 / T 1 – 1 / log P1 / P 2 = He . ( 1 / T 1 – 1 / T2 )T2 )

4,584,58

≈ ≈ 6

0 m

60 m

# # Termômetros à Expansão de LíquidosTermômetros à Expansão de Líquidos : : Aplicação geralAplicação geral, Muito BaratosMuito Baratos, com preferênciapreferência para

os

SistemasSistemas preenchidos com MercúrioMercúrio, a não ser quea não ser que a

TemperaturaTemperatura a ser medida seja < - 38°C- 38°C, se o SPANSPAN for

muito estreitomuito estreito ( < 25°C25°C ) ou se existir Níveis de PerigoNíveis de Perigo em

caso de VazamentoVazamento de MercúrioMercúrio ; ;

# # Termômetros à Expansão de GasesTermômetros à Expansão de Gases : : AplicaçõesAplicações mais voltadas às Temperaturas mais baixasTemperaturas mais baixas,com SPAN MínimoSPAN Mínimo de 50°C50°C, para ProcessosProcessos envolvendo

Dimensões Volumétricas maioresDimensões Volumétricas maiores ; ;

# # Termômetros à Expansão de VaporesTermômetros à Expansão de Vapores : :Custo mais reduzidoCusto mais reduzido, Escalas Não LinearesEscalas Não Lineares, PrecisosPrecisos &com tempos rápidos de Respostatempos rápidos de Resposta, SESE o RANGERANGE medido

NÃO estiver próximoNÃO estiver próximo à Temperatura AmbienteTemperatura Ambiente ; ;

TermômetrosTermômetrosporpor

ParesParesBimetálicosBimetálicos

Baseia-se no FenômenoFenômeno da Dilatação LinearDilatação Linear dos MetaisMetais com a TemperaturaTemperatura : :

Lt = Lo . ( 1 + a . Dt ) Lt = Lo . ( 1 + a . Dt ) para Dt = t - t Dt = t - t oo

• tt = Temperatura Metal em °°CC• LoLo = Comprimento Metal à Referência toto• LtLt = Comprimento Metal à Temperatura tt• aa = Coeficiente Dilatação Linear Material

APLICAÇÕESAPLICAÇÕES- 3030 a a + + 800800°°CC± ± 1%1%

Na PráticaNa Prática : :

64% 64% FeFe + 36% + 36% NiNi ( ( INVARINVAR ) )

Baixo Coefic. DilataçãoBaixo Coefic. DilataçãoLatãoLatão

Alto Coefic. DilataçãoAlto Coefic. Dilatação

Termômetros BimetálicosTermômetros Bimetálicos consistem

de 2 Lâminas Metálicas2 Lâminas Metálicas sobrepostas com Coeficientes de Coeficientes de Dilatação diferentesDilatação diferentes, formando

uma só Peça ;;

Variando-seVariando-se a TemperaturaTemperatura do ConjuntoConjunto, existirá EncurvamentoEncurvamento

daLâmina ÚnicaLâmina Única

proporcionalmenteproporcionalmente à Diferença de TemperaturaDiferença de Temperatura ; ;

Na prática, o TermômetroTermômetro mais usado é o de Lâmina HelicoidalLâmina Helicoidal,

que é umTubo Condutor de CalorTubo Condutor de Calor, aonde

existe um EixoEixo acopladoacoplado em PonteiroPonteiro que se deslocarádeslocará sobre

uma Escala GraduadaEscala Graduada adequadamente ; ;

Principais Características FuncionaisPrincipais Características Funcionais : :

• Construção robustaConstrução robusta & de baixo Custobaixo Custo ;;• Muito SensíveisMuito Sensíveis às pequenas Variações pequenas Variações

de Temperaturade Temperatura, sendo muito utilizadosmuito utilizados em ControladoresControladores do Tipo TermostatosTermostatos ;;

• UsadosUsados com outros Instrumentosoutros Instrumentos para compensarcompensar Efeitos da TemperaturaEfeitos da Temperatura ;;

• Muito bons como Indicadores DiretosMuito bons como Indicadores Diretos ;;• Não são muito PrecisosNão são muito Precisos ;;• Problemas de HistereseProblemas de Histerese ;;• Tempos Lentos de RespostaTempos Lentos de Resposta ;;

TermômetrosTermômetrosElétricosElétricos dedeResistênciaResistênciadede ContatoContato

As TermoresistênciasTermoresistências, Bulbos de ResistênciaBulbos de Resistência, Termômetros de ResistênciaTermômetros de Resistência ou RTDsRTDs são osSensoresSensores que se baseiam no Princípio FísicoPrincípio Físico daVariaçãoVariação da Resistência ÔhmicaResistência Ôhmica em função dasAlterações TérmicasAlterações Térmicas no decorrer do tempodecorrer do tempo ; ;

São Sensores TérmicosSensores Térmicos muito utilizadosmuito utilizados nosProcessos IndustriaisProcessos Industriais & LaboratóriosLaboratórios, por suaAlta Estabilidade Op.Alta Estabilidade Op., Retibilidade em seusRetibilidade em seusResultadosResultados, Resistência à ContaminaçãoResistência à Contaminação, baixo Driftbaixo Drift, menor Influência de Ruídosmenor Influência de Ruídos &

Altos NíveisAltos Níveis de Precisão de LeituraPrecisão de Leitura ;;

Por estas Características, é um Sensor PadrãoSensor PadrãoInternacionalInternacional para Medição de TemperaturaMedição de Temperaturade -259,3465ºC-259,3465ºC a +661,78ºC+661,78ºC // +1204ºC+1204ºC (ITS-ITS-

9090) ;;

A Equação MatemáticaEquação Matemática que rege a VariaçãoVariação daResistência ElétricaResistência Elétrica em função da

TemperaturaTemperatura é conhecida por “Callendar-Van DusenCallendar-Van Dusen” ::

## Para Faixa de - 200°C- 200°C a 0°C0°C : :• Rt = RRt = R00 . [ 1+ A. T + B . T2 + C . T3 . ( T – . [ 1+ A. T + B . T2 + C . T3 . ( T –

100 ) ]100 ) ]

# Para Faixa de 0°C0°C a + 850°C+ 850°C : :• Rt = RRt = R00 . [ 1+ A. T + B . T2 ] . [ 1+ A. T + B . T2 ]• RtRt = Resistência na Temperatura T (W)• RR00= Resistência a 0 °C (W)• TT = Temperatura (°C )• AA, BB, CC = Coeficientes Materiais empregados• AA = + 3,90802 . 10-3+ 3,90802 . 10-3• BB = - 5,802 . 10-7- 5,802 . 10-7• CC = - 4,2735 . 10-12- 4,2735 . 10-12

MetaisMetais utilizados na confecção de TermoresistênciasTermoresistênciaspossuem como suas Características Técnicas Op.Características Técnicas Op. : :

# # Linearidade Op.Linearidade Op. & Altos CoeficientesAltos Coeficientes de VariaçãoVariação daResistência ÔhmicaResistência Ôhmica em função das próprias AlteraçõesAlteraçõesde Temperaturade Temperatura, para que suas MediçõesMedições sejam maismaisprecisasprecisas & ofereçam maior Comodidade de Leituramaior Comodidade de Leitura ; ;

# # Maior Resistividade ElétricaMaior Resistividade Elétrica para que em pequenaspequenasdimensões de Fiodimensões de Fio possam ser obtidos Altos ValoresAltos Valores

de Resistência Ôhmica InicialResistência Ôhmica Inicial ; ;

## Estabilidade Op.Estabilidade Op. & Rigidez MecânicasRigidez Mecânicas em função dosRegimesRegimes de Variação de TemperaturaVariação de Temperatura & Condições deCondições de

TrabalhoTrabalho a serem suportadas ;;

# # Baixos NíveisBaixos Níveis de HistereseHisterese & de Drift FuncionalDrift Funcional ; ;

Os MetaisMetais utilizados com maior freqüênciamaior freqüência na confecçãoconfecçãode Termoresistências SensorasTermoresistências Sensoras são ::

• PLATINAPLATINA – Faixa de - 200ºC- 200ºC à + 600ºC+ 600ºC (excepcionalmente +1200ºC+1200ºC) - Ponto de Fusão

+1774ºC+1774ºC ;

• NÍQUELNÍQUEL - Faixa de - 200ºC- 200ºC à + 300ºC+ 300ºC Ponto de Fusão +1455ºC+1455ºC ;

• COBRECOBRE - Faixa de - 200ºC- 200ºC à + 120ºC+ 120ºC Ponto de Fusão +1023ºC+1023ºC ; ;

A Exatidão Op.Exatidão Op. de Termômetros de ResistênciaTermômetros de Resistência quandocorretamente instaladoscorretamente instalados é muito grandemuito grande, atingindoatingindo até± ± 0,01ºC0,01ºC & normalmente, as SondasSondas deste Tipo utilizadasindustrialmenteindustrialmente oferecem PrecisãoPrecisão de ± ± 0,5ºC0,5ºC & como, no BrasilBrasil, aplica-se muitoaplica-se muito a Norma DIN-IEC 751Norma DIN-IEC 751//8585, os

TermoresistoresTermoresistores de PlatinaPlatina Tipo PT100PT100 são muito usadospara ValoresValores de 100,00 Ω100,00 Ω a 0ºC0ºC & 138,50 Ω138,50 Ω a 100ºC100ºC ;;

Resistance-Temperature Curve for a 100 Ω Platinum RTDResistance-Temperature Curve for a 100 Ω Platinum RTD

• Um TermoresistorTermoresistor se compõe de FilamentoFilamento dePtPt, NiNi & CuCu podendo apresentarapresentar diversos Tipos deRevestimentos ProtetoresRevestimentos Protetores, de acordo comde acordo com suas

TécnicasTécnicas & Modos de UtilizaçãoModos de Utilização ;;

• TermoresistênciasTermoresistências de NiNi & CuCu possuem IsolaçãoIsolaçãoem EsmalteEsmalte, SedaSeda, AlgodãoAlgodão ou Fibra de VidroFibra de Vidro &não precisamnão precisam de ProteçõesProteções mais resistentesmais resistentes à

TemperaturaTemperatura, pois acima de 300°Cacima de 300°C, NíquelNíquel perdeperdesuas PropriedadesPropriedades como TermoresistorTermoresistor & o CobreCobre

sofresofre OxidaçãoOxidação acima de 310°Cacima de 310°C ;;

• Sensores de PlatinaSensores de Platina, devido suas CaracterísticasCaracterísticas,

permitempermitem OperaçãoOperação com Temperaturas bem Temperaturas bem maismais

elevadaselevadas & possuempossuem Encapsulamento CerâmicoEncapsulamento Cerâmicoou mesmo de VidroVidro ; ;

Sensores de PlatinaSensores de Platina envolvem Cuidados maioresCuidados maioresna FabricaçãoFabricação pois, apesar desse MaterialMaterial NÃONÃO

possuirpossuir, praticamente, Restrições-LimiteRestrições-Limite para suaTemperatura de UtilizaçãoTemperatura de Utilização, ao serem usadosusados em

Temperaturas muito elevadasTemperaturas muito elevadas, apresentamapresentam sériosRiscos de ContaminaçãoRiscos de Contaminação dos Fios CondutoresFios Condutores, mas,independente disso, também são empregadosempregados como

Termômetros PadrãoTermômetros Padrão em LaboratóriosLaboratórios, por meio deuma Montagem DiferenciadaMontagem Diferenciada, muito sensívelmuito sensível &

SEMSEM seu Corpo ProtetorCorpo Protetor, apoiados em EspaçadoresEspaçadoresde Micade Mica, com seus FiosFios acondicionadosacondicionados em Peça dePeça deAluminaAlumina de Alta PurezaAlta Pureza, com Fixador VítreoFixador Vítreo, comobjetivo de melhorarmelhorar os NíveisNíveis de ResistênciaResistência às

Vibrações MecânicasVibrações Mecânicas & à Dilatação TérmicaDilatação Térmica ; ;

Vários Métodos IndustriaisMétodos Industriais são utilizadosutilizados para a

FabricaçãoFabricação de Sensores RTDsSensores RTDs, dependendodependendo das

suas Aplicações OperacionaisAplicações Operacionais ::

• Medidas de TemperaturaMedidas de Temperatura em Fluidos Não Fluidos Não CorrosivosCorrosivos, Elemento ResistivoElemento Resistivo pode ser exposto diretamenteexposto diretamente ao FluidoFluido para se obter Respostas mais rápidasRespostas mais rápidas ( Open Wire Open Wire ElementElement ) ;;

• Medidas de TemperaturaMedidas de Temperatura em Fluidos Fluidos CorrosivosCorrosivos, SensorSensor é encapsuladoencapsulado em Bulbo de Bulbo de Aço InoxAço Inox ( Well-Type ElementWell-Type Element ) ;;

• Medidas de Temperatura SuperficialMedidas de Temperatura Superficial de SólidosSólidos, são usados Elementos ResistivosElementos Resistivos protegidosprotegidos por Encapsulamentos PlanosEncapsulamentos Planos presospresos por PresilhasPresilhas, SoldadosSoldados ou Colados às Colados às SuperfíciesSuperfícies medidas ;;

TermoresistênciasTermoresistênciasSensorasSensoras

CabeçotesCabeçotes

BlocosBlocosLigaçãoLigação

ConexõesConexões FlangesFlanges

VANTAGENS TÉCNICAS OPERACIONAISVANTAGENS TÉCNICAS OPERACIONAIS : :

a) a) Maior Precisão que outros Tipos deMaior Precisão que outros Tipos de SensoresSensores dentro dedentro de suas Faixas de Utilizaçãosuas Faixas de Utilização ; ;b) b) Sem Limitações de Distância Op.,Sem Limitações de Distância Op., se as Conexões foremse as Conexões forem feitas corretamentefeitas corretamente ; ;c) c) Não utiliza Fiação Especial para suas Conexão Op.Não utiliza Fiação Especial para suas Conexão Op. ; ;d) d) Uso em q.q. Ambientes se adequadamente protegidosUso em q.q. Ambientes se adequadamente protegidos ; ; e) e) Boas Características de Reprodutibilidade de ResultadosBoas Características de Reprodutibilidade de Resultados ; ;f) f) SubstituiSubstitui TermoparesTermopares com Vantagem, em certos casoscom Vantagem, em certos casos ; ;

DESVANTAGENS TÉCNICAS OPERACIONAISDESVANTAGENS TÉCNICAS OPERACIONAIS : :

a) a) Mais caros que outrosMais caros que outros SensoresSensores para mesma Faixa Op.para mesma Faixa Op. ; ;b) b) Deterioram-se com mais facilidade, caso sejam usadosDeterioram-se com mais facilidade, caso sejam usados acima daacima da Temperatura Máxima de UtilizaçãoTemperatura Máxima de Utilização ;;c) c) Necessário queNecessário que Corpo do BulboCorpo do Bulbo esteja comesteja com TemperaturaTemperatura EquilibradaEquilibrada para ler corretamente ospara ler corretamente os Valores TérmicosValores Térmicos ; ;d) d) Tempos de Resposta considerados não tão rápidosTempos de Resposta considerados não tão rápidos ; ;

• Ligação a 2 FiosLigação a 2 Fios ::2 Fios2 Fios de ResistênciaResistência

relativamente baixabaixa, RL1RL1 &RL2RL2 conectam Sensor PtSensor Pt100100

(R4R4) à Ponte FuncionalPonte Funcional do Instrumento de MediçãoInstrumento de Medição : :

R4 = RPtR4 = RPt100100 + RL1 + RL2 ( + RL1 + RL2 (ΩΩ))

Se os FFiosios RL1RL1 & RL2RL2, NÃONÃOforemforem de RR(ΩΩ) muito muito baixabaixa, influenciarão demaisinfluenciarão demais nas

MediçõesMedições com o PtPt100100 ; ;

Tal Disposição Op.Disposição Op. poderá resultarresultar em Erros de LeituraErros de Leitura deTemperaturaTemperatura, a não ser que se efetuea não ser que se efetue adequadamente algumTipo de CompensaçãoCompensação ou AjusteAjuste dos FiosFios do SensorSensor, para se

equilibrarequilibrar DiferençasDiferenças de ResistênciaResistência citada, principalmenteprincipalmente se existiremexistirem Variações BruscasVariações Bruscas na Temperatura AmbienteTemperatura Ambiente& por isso, tal Método sósó é usado seusado se o SensorSensor estiverestiver ≈ 3 m3 m ; ;

• Ligação a 3 FiosLigação a 3 Fios ::MétodoMétodo muito utilizadomuito utilizado dentro da IndústriaIndústria, coma Fonte mais próximaFonte mais próxima

possível do SensorSensor, para fazerfazer que RL1RL1 fique no outrooutro “Braço Op.Braço Op.” daPontePonte, para balancearbalancear

tecnicamentetecnicamente o CircuitoCircuito de Mediçãode Medição proposto ; ;

Na Ligação a 2 FiosLigação a 2 Fios, Resistências de LinhaResistências de Linha estavam em SérieSériecom o SensorSensor & agora na Ligação a 3 FiosLigação a 3 Fios estão SeparadasSeparadas ;;

Nesta situação, Tensão VTensão VABAB, varia linearmentevaria linearmente em função daTemperatura PTTemperatura PT100100, independeindepende das possíveispossíveis VariaçõesVariações de Temperatura AmbienteTemperatura Ambiente ao longo dos Fios de LigaçãoFios de Ligação com

Relativa PrecisãoRelativa Precisão, mesmo com grandes Distâncias Op.grandes Distâncias Op. entreo Elemento SensorElemento Sensor & o próprio Circuito de Medição Op.Circuito de Medição Op. ; ;

NI CompactDAQ ChassisNI CompactDAQ Chassis & NI 9217 RTD ModuleNI 9217 RTD Module

4-Wire RTD4-Wire RTDMeasurementMeasurement

TERMORESISTORESTERMORESISTORES

Exemplo deExemplo de

Aplicação PráticaAplicação Prática

TROCADORTROCADOR

DE CALORDE CALOR

TROCADOR DE CALOR FEIXE TUBULARTROCADOR DE CALOR FEIXE TUBULAR• Troca de CalorTroca de Calor entre 2 Fluidos2 Fluidos ( Circuitos diferentesCircuitos diferentes )

• Água aquecidaÁgua aquecida por VaporVapor de Caldeira a QueroseneCaldeira a Querosene

• Fluido AquecidoFluido Aquecido circula em Circuito FechadoCircuito Fechado fornecendo

CalorCalor através das PlacasPlacas do Trocador de CalorTrocador de Calor para o

Fluido FrioFluido Frio ( Água ou outro Líquido ) ;;

• Temperaturas EntradaTemperaturas Entrada & SaídaSaída do Fluxo AquecedorFluxo Aquecedor dodo Trocador de CalorTrocador de Calor medidas por TermoresistoresTermoresistores ; ;

• TemperaturasTemperaturas do Fluido FrioFluido Frio medidas antesantes & depoisdepoisdo Trocador de CalorTrocador de Calor por TermoresistoresTermoresistores ; ;

• EquaçõesEquações das CurvasCurvas TT x RR(ΩΩ) dos TermoresistoresTermoresistores sãoinseridas em Software SupervisórioSoftware Supervisório para obtenção Curvas deCurvas de

RespostaResposta do Controlador PIDControlador PID às Variações de TemperaturaVariações de Temperaturados Fluidos FrioFluidos Frio / AquecidoAquecido & do Ambiente Op.Ambiente Op. ; ;

Medição TemperaturaMedição TemperaturaFluido da TubulaçãoFluido da Tubulação

Medição TemperaturaMedição TemperaturaFluido do RecipienteFluido do Recipiente