Qué es un termómetro bimetálico : Construcción y su funcionamiento

La temperatura es el factor que se mide con más frecuencia en los entornos industriales y comerciales. Hay diferentes tipos de industrias que dependen del proceso de temperatura en un rango determinado, como el procesamiento de alimentos, la fabricación de papel, el almacenamiento en frío, los productos farmacéuticos, etc. Para ello, se utilizan varios tipos de dispositivos de detección para detectar la temperatura en las industrias. Así, el dispositivo de detección de la temperatura, como el termómetro, desempeña un papel fundamental en las industrias por razones como la flexibilidad, la fiabilidad y la economía. El termómetro es un tipo de dispositivo mecánico que se utiliza para medir el aumento de la temperatura en diferentes aplicaciones utilizando diferentes principios. La medición de la temperatura en las industrias es muy importante, ya que afecta a muchas cosas de las que dependemos. Este artículo trata de una visión general del termómetro bimetálico y su funcionamiento.

¿Qué es el termómetro bimetálico?

Definición: Termómetro que utiliza dos bandas metálicas diferentes para convertir el desplazamiento de la temperatura en mecánico. Los metales utilizados en el termómetro son el acero, el cobre y el latón. Estas tiras están conectadas y se agrandarán a diferentes velocidades una vez que se calienten. Este cambio se comparará con la temperatura real y moverá una aguja junto a la escala. Estos termómetros son de bajo coste, sencillos y resistentes. El diagrama del termómetro bimetálico se muestra a continuación.

Construcción de un termómetro bimetálico

La construcción de este termómetro puede realizarse utilizando dos tiras bimetálicas que se conectan para formar coeficientes de expansión térmica diferentes. En general, se trata de un dispositivo mecánico en el que la acción mecánica de este dispositivo puede utilizarse para activar los mecanismos de conmutación para adquirir una salida electrónica.

Las dos tiras metálicas pueden conectarse utilizando una técnica de soldadura o diferentes técnicas como el atornillado, el remachado y la fijación, y no hay ningún movimiento relativo entre estos metales. La tira metálica puede estar diseñada con dos metales como el cobre, el acero, etc

Principio de funcionamiento del termómetro bimetálico

El principio de funcionamiento de este termómetro depende principalmente de dos propiedades básicas de la temperatura del metal como las siguientes

Cuando la temperatura cambia, se produce un cambio en la dimensión física de los metales. Cuando la temperatura aumenta, la tira de metal gira en la dirección del metal con menor coeficiente de temperatura. Del mismo modo, cuando la temperatura se reduce, la tira gira en la dirección del metal de mayor coeficiente de temperatura.

Tipos de termómetro bimetálico

Estos termómetros se clasifican en dos tipos, como la tira espiral y el tipo helicoidal. Estos dos termómetros se utilizan para mantener el tamaño del termómetro en un límite manejable.

Termómetro bimetálico de tipo espiral

El diseño de este termómetro puede realizarse envolviendo la tira bimetálica en este termómetro. El interior de la espiral puede conectarse en la dirección de la carcasa, y un puntero puede conectarse al exterior de la espiral. La temperatura que se mide puede leerse en una escala normalizada.

Este tipo de diseño es caro, pero también ahorra espacio. El inconveniente de este dispositivo es que no podemos separar el sensor de temperatura ni la esfera. Estos termómetros se utilizan para determinar la temperatura ambiente o en frigoríficos.

Termómetro bimetálico de tipo helicoidal

En muchas situaciones, es imprescindible separar el puntero de la bobina bimetálica. El sensor de temperatura debe colocarse en la tubería y la temperatura puede mostrarse en el exterior de la misma.

Los termómetros bimetálicos se diseñan con una tira bimetálica y se envuelve en una bobina helicoidal. El bimetal helicoidal se conecta en un extremo en un tubo de medición. En otro extremo se conecta una varilla metálica que puede girar en la dirección de la bobina helicoidal.

En este termómetro se puede conectar un puntero al lado más alto de la varilla metálica. Cada vez que se calienta el tubo de medición, el bimetal helicoidal se enrolla para hacer girar la varilla metálica. La temperatura equivalente se leerá sobre la escala calibrada.

En estos termómetros también se pueden utilizar contactos de conmutación para cerrar un circuito eléctrico una vez que la temperatura aumenta o disminuye. Los contactos de conmutación se utilizan para controlar la bomba de calefacción.

¿Cómo se selecciona?

Al seleccionar este termómetro hay que tener en cuenta los siguientes factores

• El tamaño de la caja o de la esfera
• La longitud del capilar o del vástago
• El tipo de conexión
• Rango de temperatura

Las aplicaciones inadecuadas pueden ser perjudiciales para el termómetro, por lo que provocan fallos, daños materiales o personales. Conocer el entorno del termómetro también es muy importante, porque decide qué tipo de termómetro es necesario.

Los diferentes tipos de errores que se producen al medir la temperatura son la convección, la conducción, la radiación, el ruido, el tiempo de respuesta y los problemas de conexión a tierra.

Ventajas del termómetro bimetálico

Las ventajas son

• La instalación es fácil
• Mantenimiento sencillo
• La precisión es buena
• Menos coste
• El rango de temperatura es amplio
• Respuesta lineal
• Robusto y sencillo

Desventajas del termómetro bimetálico

Las desventajas son

• Si se miden a baja temperatura, darán un resultado menos preciso.
• Si se manipulan de forma brusca, la calibración puede verse alterada
• No se aconsejan para temperaturas superiores a 400'C.
• Cuando estos termómetros se utilizan con frecuencia, el bimetal de este dispositivo puede doblarse permanentemente, por lo que se producirán errores.

Aplicaciones

Las aplicaciones del termómetro bimetálico son

• Se utiliza en dispositivos de control
• En los termostatos de corriente alterna se utiliza un termómetro de tira en espiral.
• El tipo de tira helicoidal se utiliza en refinerías, vulcanizadores de neumáticos, quemadores de aceite
• Estos termómetros se utilizan en aparatos domésticos que incluyen AC (aire acondicionado), horno, y aparatos en industrias como cables calientes, refinerías, tanques de templado, calentadores, etc.

Preguntas frecuentes

1). ¿Quién inventó el termómetro bimetálico?

En general, este termómetro fue inventado por John Harrison

2). ¿Cómo se restablece la precisión de un termómetro bimetálico?

La precisión de los termómetros puede perderse cuando se golpean, se exponen a un cambio de temperatura o se caen, y podemos restablecer su precisión ajustándolos, lo que se conoce como calibración.

3). ¿Qué es una tira bimetálica?

Un elemento mecánico utilizado para detectar la temperatura y transformarla en un desplazamiento mecánico se conoce como tira bimetálica.

4). ¿Cuál es el método más preciso para calibrar los termómetros bimetálicos?

El método más preciso es el del agua helada.

5). ¿Qué es un termómetro de varilla bimetálica?

Este termómetro mide la temperatura con la ayuda de una sonda metálica y un sensor en el extremo.

Por lo tanto, se trata de una visión general del termómetro bimetálico. La medición de la temperatura es esencial en el proceso de industrias como la fabricación, la vigilancia, la seguridad, la salud, etc. Aquí te planteamos una pregunta: ¿cómo seleccionar un termómetro de tira bimetálica?