Seleção de Termômetro Bimetálico
O termômetro bimetálico é usado para detectar e indicar temperatura no local de instalação. Possui uma bobina feita com uma chapa composta de dois metais diferentes soldados um ao outro. Essa bobina é fixada de um lado ao fundo da haste do termômetro e do outro lado ao ponteiro. Como esses materiais têm coeficientes de dilatação térmica diferentes, a bobina tende a fechar ou abrir quando sujeita a variação de temperatura, girando o ponteiro sobre uma escala graduada proporcionalmente a esta variação de temperatura.
O termômetro bimetálico é um instrumento simples e robusto que não requer fontes externas de energia e, por isso, largamente utilizado em processos industriais, na partida ou manutenção da planta ou em equipamentos onde uma leitura de temperatura econômica e confiável é fundamental.
Critérios de Seleção
Para selecionar o termômetro bimetálico correto para sua aplicação, deve-se levar em consideração os seguintes fatores:
1 – Temperatura:
Faixa: os termômetros bimetálicos estão disponíveis nas faixas de temperatura de – -50 °C a 500 °C. Seu limite de leitura contínua é de 425 °C e intermitente até 500 °C. Como alternativa, pode-se usar um termômetro atuado a gás para medição contínua de temperatura acima de 425 °C até 600 °C. Veja na tabela I as Escalas disponíveis.
Máxima temperatura: os limites de temperatura sem perda da calibração estão informados na tabela I.
Precisão da leitura: os termômetros bimetálicos industriais da ASHCROFT são fabricados com uma precisão padrão de + ou – 1% do fundo de escala, ou seja, um termômetro de 200 °C de escala, por exemplo, terá uma precisão entre +2 °C até -2 °C da temperatura lida em qualquer ponto da escala. Dessa forma, para otimizar a precisão da leitura no ponto de operação e, ao mesmo tempo, evitar que o termômetro fique constantemente submetido a uma temperatura limite (o que pode reduzir sua vida útil), escolha, na tabela I, uma escala na qual a temperatura de operação fique aproximadamente a 75% do fundo de escala. Para garantir que o erro por paralaxe (erro pelo ângulo de leitura devido à distância do ponteiro até o mostrador) seja desprezível, os mostradores dos termômetros bimetálicos industriais ASHCROFT são fabricados bipartidos, com a escala elevada ao mesmo plano do ponteiro. Esse é nosso exclusivo mostrador MaxiVision®
2 – Funções especiais:
Além da função principal de um termômetro, ou seja, a leitura simples da temperatura, o termômetro bimetálico industrial da ASHCROFT pode ser fabricado com:
Faixas coloridas de alerta no mostrador, de maneira que o operador tenha uma identificação rápida quando da necessidade de uma ação de segurança ou controle.
Ajuste externo opcional para eventual recalibração após aferição periódica do termômetro, por exemplo, para enquadramento na norma I.S.O. 9001.
3 – Adequação ao fluido de processo:
Pressão e velocidade do fluido: a haste dos termômetros bimetálicos é constituída de um tubo sem preenchimento para garantir o movimento livre do sensor, dessa maneira, existe uma pressão máxima para evitar achatamento. Os termômetros da ASHCROFT são projetados para resistir a pressões de até 10 kgf/cm2 em aplicações estáticas ou com baixa velocidade de fluido sem qualquer tipo de proteção. Acima dessa pressão ou para alta velocidade de fluido, use um poço termométrico ASHCROFT adequado.
Corrosão do fluido: a haste e a conexão ao processo dos termômetros bimetálicos industriais da ASHCROFT são fabricadas em aço inoxidável 304 podendo opcionalmente ser fabricada em aço inoxidável 316L. Consulte a tabela de corrosão para verificar se seu fluido de processo é corrosivo a ambas as alternativas. Se este for o caso, especifique um poço termométrico ASHCROFT em material adequado.
4 – Adequação ao meio ambiente: Três aspectos do meio ambiente devem ser levados em conta na escolha do termômetro:
Vibração: Para proteção contra vibração, use o opcional enchimento de silicone, observando que os limites de temperatura, neste caso, devem situar-se em -40 °C e 300 °C. O visor padrão, neste caso, passa a ser plástico transparente.
Corrosão atmosférica: os materiais padrão das partes expostas ao ambiente dos termômetros ASHCROFT são aço inoxidável 304 e vidro (plástico transparente no caso de enchimento de silicone). Em casos de atmosferas corrosivas a estes materiais, opcionalmente o aço inoxidável 304 pode ser substituído por 316L e o plástico por vidro laminado de segurança.
Proteção contra intempérie: para não comprometer a leitura e evitar corrosão dos componentes internos, é importante a estanqueidade do invólucro do termômetro. Para isso, os termômetros bimetálicos industriais ASHCROFT são certificados com grau de proteção IP66.
5 – Instalação:
Facilidade de leitura: Quanto maior o diâmetro do invólucro, maior o diâmetro do mostrador e, assim, maior facilidade na leitura. Porém, muitas vezes o local de instalação limita o tamanho do invólucro. Assim, o melhor compromisso entre esses dois aspectos vai resultar na escolha entre nossos tamanhos nominais de 50, 75 ou 114 mm de diâmetro, disponíveis na linha de termômetros bimetálicos industriais.
Posição da haste: Em relação ao plano do mostrador, a haste pode ser inferior, traseira ou em ângulo ajustável entre essas duas posições, dependendo apenas da posição de leitura do operador em relação ao bocal de conexão do termômetro à tubulação.
Diâmetro da haste: O diâmetro padronizado de haste é ¼” (6,35 mm). Opcionalmente, pode ser feito em 3/8” (9,53 mm).
Porção sensora: A porção sensora dos termômetros bimetálicos industriais ASHCROFT é de 50% do comprimento mínimo informado na tabela I, contados a partir da ponta da haste.
Comprimento da haste: o comprimento mínimo de haste é o informado na tabela de escalas acima e o máximo 24” (610 mm). É extremamente importante no cálculo do comprimento da haste lembrar que a porção sensora deve estar totalmente imersa no líquido, evitando-se zonas frias da tubulação, como ilustrado abaixo. Note também na figura alguns métodos de garantir que a porção sensora fique imersa de maneira correta em tubulações de diâmetro inferior ao comprimento mínimo da haste.
Conexão de processo: as conexões de processo padrão são ½” NPT ou BSP. Dependendo de diâmetro e adequando-se o comprimento da haste, podem ser fabricadas conexões fixas de ¼” NPT ou deslizantes na haste de ½” ou ¾” NPT ou BSP, bem como conexões sanitárias. Para outros tipos de conexão, como, por exemplo, flangeadas ou soldadas à tubulação, utilize o acessório poço termométrico.
Afastamento para adequação à isolação da tubulação (extensão T): neste caso, use um poço termométrico com conexão e extensão T adequados à tubulação, não se esquecendo de dimensionar o comprimento da haste do termômetro para adequar-se ao comprimento do poço escolhido.
Instalação em poços termométricos: calcule o comprimento da haste do instrumento pelas fórmulas em nosso folheto DA 004. Os diâmetros do furo do poço são 6,6 mm para haste de ¼” e 10 mm para haste de 3/8”. O espaço de ar entre a parede do poço e a haste do termômetro causa aumento no tempo de resposta do instrumento a uma variação de temperatura. Se for necessária a redução desse tempo, normalmente os termômetros bimetálicos não são fabricados com mola de compressão, uma vez que sua porção sensora tem um comprimento grande (50 mm), ). Dessa forma, o contato da haste com o fundo do poço melhora muito pouco a velocidade de condução térmica. Para redução do tempo de transmissão de calor entre o processo e o sensor, recomenda-se o preenchimento do poço com uma pasta grafitada. A Ashcroft, entretanto, disponibiliza em sua linha de termômetros bimetálicos industriais, o opcional “dispositivo de compressão – (Spring Loaded)”, com a finalidade de padronização dos poços com os usados em sensores de temperatura.
6 – Segurança:
Por sua simplicidade e pelas características mecânicas, praticamente sem peças com atrito, os termômetros bimetálicos não necessitam de proteção mesmo para uso em atmosferas explosivas. A única proteção requerida para evitar acidentes em campo é a substituição do visor de vidro por visor plástico, ou visor de vidro laminado de segurança, mesmo em instrumentos secos.
A equipe de especialistas Ashcroft está sempre pronta para tirar suas dúvidas ou indicar a você a solução mais indicada à sua necessidade. Fale conosco.