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Instalação de Termorresistência PT100

Para um perfeito funcionamento do sensor, é necessário tomar os devido cuidados de instalação, armazenagem e manutenção.

 

1 - Deve-se especificar os materiais da proteção e ligações, capazes de operar na temperatura de operação necessária.

 

2 - O sensor deve estar completamente imerso no processo, para se evitar a perda de calor por condução pelos fios e bainha. Para isto, o comprimento mínimo de imersão e o uso de materiais de proteção com baixa condutibilidade térmica também são indicados.

 

3 - Deve-se evitar choques mecânicos nas peças, pois estes podem danificar o sensor. Isso é comum em trocas de sensores onde os mesmos sofrem quedas durante este processo. Também é muito comum em locais onde o sensor é constantemente manuseado durante a sua utilização.

 

4 - É essencial utilizar fios de cobre de mesmo comprimento e diâmetro para a interligação da termoresistência.

 

5 - Zonas de estagnação ou com baixas velocidades do fluido em contato com o sensor não devem ser utilizadas devido ao retardo e aos erros causados na medição.

 

6 - Na ligação a 3 fios, se for necessário a troca de um dos fios de interligação; recomenda-se trocar os 3 fios para que se obtenha igualdade em seus valores ôhmicos.

 

7 - Em locais sujeitos a ruídos intensos, indica-se o uso de cabos blindados e torcidos.

 

8 - Em locais com excessiva vibração a instalação pode ser um problema.

 

9 - Para uso em aplicações onde a temperatura de trabalho ultrapassa valores de 500°C, a prática não recomenda o seu uso, a não ser que seja incontornável este cenário.

 

10 - Sensores PT-100 quando utilizados acima de 300°C deve se tomar alguns cuidados afim de especificá-lo, de modo a aumentar a sua vida útil.

 

11 - Por se tratar de um sensor de temperatura cuja construção é através de um bulbo de resistência, e para se ter uma boa resposta de temperatura no processo, é necessário que a extremidade onde ele se encontra deva ser aquecida completamente. Pode parecer redundância, mas deve-se ter cuidados especiais ao instalar em tubulações, tendo a certeza de que o mesmo esteja totalmente imerso no líquido ou fluído.

 

12 - No assunto tubulações existem normas de instalação que recomendam a não utilização de sensores próximos aos cotovelos. Nesta região, a turbulência é muito grande e depende de diversos fatores, tais como o tipo de líquido ou fluído, sua velocidade e entre outros; nesta situação, pode acontecer de o sensor chegar em um ponto onde exista a ausência do líquido que está passando pela tubulação.

 

13 - Ainda no assunto tubulação, recomendamos nunca colocá-los perpendiculares ao sentido do fluído, a famosa posição "de bico", pois o fluxo pode se abrir pela extremidade da bainha, e não aquecer por inteiro a região sensora. É conveniente saber que tais problemas sempre são detectados, pois a temoeratura medida nunca atige o ponto certo; ficará sempre abaixo, devido ao problema de posicionamento.

 

14 - Em locais onde se tenha umidade excessiva oriunda do ambiente ou de lavagens constantes do local, é comum o sensor apresentar baixa isolação e conseqüentemente, ter sinais de variação constante dos valores medidos. Para se resolver este problema poderemos estudar o local afim de se determinar a melhor opção a ser usada.

Calibração e Aferição – Como funcionam

Apesar de ser um sensor de extrema precisão e altíssima repetibilidade, a aferição também é necessária para a verificação dos limites de erros do sensor. O tempo de uso, alterações na estrutura cristalina da platina ou mudanças químicas no fio pode tirar o sensor de sua curva característica.

 

Para se realizar uma aferição de termoresistência, assim como um termopar, usa-se o Método dos Pontos Fixos ou o Método da Comparação.

 

- Método dos Pontos Fixos
Os pontos fixos mais utilizados segundo a ITS-90 são:

 

Argônio - 189.3442°C
Mercúrio - 38,8344°C
Água + 0,01101°C
Estanho + 231,928°C
Zinco + 419.527°C

 

- Método da Comparação
Para realizar este método é necessária a utilização de um termômetro de resistência padrão com certificado de aferição.
Normalmente este padrão é um sensor Pt-25,5Ω, a 0°C. A comparação é efetuada em banhos de líquido agitado num range de aproximadamente -100 a 300°C com uma excelente estabilidade e homogeneidade. A leitura dos sinais é feita em uma ponte resistiva de precisão.Nota: Os procedimentos de aferição são quase idênticos aos dos termopares.

 

Termômetro de Resistência de Platina Padrão (TRPP)
Esta configuração é utilizada nos termômetros que são utilizados como padrão de interpolação na Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) na faixa de temperatura de -248ºC a 962ºC. O comportamento da variação da resistência em função da temperatura é dado pela expressão:

 

R(t) = R0 (1 + At + Bt2 + C(t - 100)t3)

Os valores típicos das constantes do termômetro de platina padrão são:

 

R0: 25,5 Ohms;
A: 3,985 x 10 ºC;
B: -5,85 x 10 ºC;
C: 4,27 x 10 ºC para t < 0ºC e zero para t > 0ºC;

 

Suas principais características construtivas são:

 

a) O elemento sensor é feito com platina com pureza melhor que 99,999%;

b) Sua montagem é feita de modo que a platina não fique submetida a tensões;

c) São utilizados materiais de alta pureza e inércia química, tais como quartzo na fabricação do tubo e mica na confecção do suporte do sensor de platina.A justificativa para sua utilização como padrão de interpolação da ITS-90 é a grande estabilidade do termômetro e a precisão das medições, com valores de ±0,0006ºC a 0,01ºC e ±0,002ºC a

 

 

Vantagens da Pt-100 sobre os termopares:

 

a) Possui maior precisão dentro da faixa de utilização do que outros tipos de sensores.

b) Tem características de estabilidade e repetibilidade melhores do que os termopares.

c) Com ligação adequada, não existe limitação para distância de operação.

d) Dispensa o uso de fios e cabos de extensão e compensação para ligação, sendo necessário somente fios de cobre comuns.

e) Se adequadamente protegido (poços e tubos de proteção), permite a utilização em qualquer ambiente.

f) Curva de Resistência x Temperatura mais linear.

g) Menos influenciada por ruídos elétricos

 

Desvantagens da Pt-100 sobre os termopares:

 

a) São mais caras do que os sensores utilizados nesta mesma faixa.

b) Range de temperatura menor do que os termopares.

c) Deterioram-se com mais facilidade, caso haja se ultrapasse a temperatura máxima de utilização.

d) É necessário que todo o corpo do bulbo esteja com a temperatura estabilizada para a correta indicação.

e) Possui um tempo de resposta mais alto que os termopares.

f) Mais frágil mecanicamente

g) Autoaquecimento, exigindo instrumentação sofisticada.

h) Em locais com muita vibração a sua instalação pode ser um grande problema

i) Para usar em aplicações aonde a temperatura de trabalho ultrapasse valores de 500°C, a prática não recomenda o seu uso, a não ser que seja incontornável esta situação.

j) Sensores PT-100 quando utilizados acima de 300°C deve se tomar alguns cuidados afim de especificá-lo, de modo a melhorar a sua vida útil.

 

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Termopares, Sondas PT100, Separador Magnético