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Trabalho de: Instrumentaзao Nome: Thamires Mendonзa NO: 26 Turma 21S6 TERMФMETRO DE DILATAЗГO DE LнQUIDO Os termфmetros de dilataзгo de lнquido baseiam-se na lei de expansгo volumйtrica de um lнquido com a temperatura dentro de um recipiente fechado. A equaзгo que rege esta relaзгo й: Vt Vo [1 + Pl (ф t) + 92 (A + 93 ] Onde: t = temperatura do II to = temperatura de OOC) Vo volume do lнqui Vt = volume do “quid 0 p oc (normalmente erкncla Pl, 32, e 93 = coeficiente de expansгo do liquido = t -to Teoricamente, devido aos termos de segunda e terceira ordem, esta relaзгo nao й linear.

Porйm, estes termos sгo desprez[veis e na prбtica consideramos esta relaзгo como linear e utilizamos a equaзгo a seguir: Vo (1 + p t) Termфmetro de vidro Este termфmetro consta de um bulbo de vidro ligado a um tubo capilar, tambйm de Vidro, de seзгo uniforme e fechada na parte superior. O bulbo e parte do capilar sгo preenchidos por um lнquido sendo que na parte superior do capilar existe uma cвmara de expansгo para proteger o termфmetro no caso da temperatura exceder o seu limite mбximo.

Sua escala й linear e normalmente fixada no tubo capilar no invуlucro metбlico. Nos ermфmetros industriais, o bulbo de vidro й protegido por um de liquidos utilizados: Diversos lнquidos tais como o mercъrio, tolueno, бlcool etнlico, pentano, etc. , sгo utilizados na fabricaзгo de termфmetro de vidro. Normalmente emprega-se o mercъrio ou бlcool etнlico como lнquido termomйtrico, sendo que o mercъrio й o mais utilizado.

A tabela abaixo apresenta a faixa de utilizaзгo dos principais lнquidos termomйtricos. Para o caso do mercъrio, cuja faixa normal й de – 38 a 3500C pode-se elevar este Imite atй 5500C mediante emprego de vidro adequado e injeзгo de um gбs inerte sob pressгo, pois isto faz om que se evite a vaporizaзгo do mercъrio. Termфmetro de Lнquido com Capilar Metбlico Este termфmetro consta de um bulbo de metal ligado a um capilar metбlico e um elemento sensor.

Neste caso, o lнquido preenche todo o instrumento e com uma variaзгo da temperatura se dilata deformando elasticamente o elemento sensor. A este elemento sensor й acoplado um ponteiro que pode girar livremente sobre uma escala graduada. TERMФMETRO А DILATAЗГO DE SУLIDO (TERMФMETRO BIMETБLICO) O termфmetro bimetбlico baseia-se no fenфmeno da dilataзгo linear dos metais com a temperatura.

A equaзгo bбsica que rege sta relaзгo й: Lo (1 + a A t) Onde: t = temperatura do metal em oc to = temperatura de referкncia do metal em oc (normalmente 000 Lo = comprimento do metal а temperatura de referкncia Lt = comprimento do metal а temperatura t em oc a = coeficiente de dilataзгo linear t- to Baseado no fato de que dois metais diferentes modificam a 20F 10 coeficiente de dilataзгo linear Baseado no fato de que dois metais diferentes modificam as suas dimensхes de modo desigual ao variar a temperatura, o termфmetro bimetбlico consiste em duas lвminas de metal justapostas, formando uma sу peзa e geralmente na forma helicoidal. Uma extremidade da hйlice й fixa e a outra й ligada a um ponteiro que pode girar livremente sobre uma escala circular graduada. Tipos de Metais Utilizados: para a construзгo de um termфmetro bimetбlico normalmente usa-se o Invar. 64%Fe-36%Ni) como metal de baixo coeficiente de dilataзгo e o latгo como metal de alto coeficiente de dilataзгo, porйm, para temperaturas mais elevadas, utiliza-se tambйm o nнquel como metal de alto coeficiente de dilataзгo tйrmica. TERMФMETRO А PRESSГO DE GБS Os termфmetros а pressгo de gбs baseiam-se na lei de Charles e Gay-Lussac que diz: “A pressгo de um gбs й proporcional ? emperatura, se mantivesse constante o volume do gбs” A equaзгo que expressa matematicamente esta lei й: ; pn = pressгo absoluta do gбs TI; T2;… ; Tn = temperatura absoluta do gбs Sua construзгo й praticamente idкntica а dos termфmetros de liquido com capilares metбlicos, porйm o bulbo й geralmente grande, a fim de obter maior forзa.

Tipos de metais utilizados na construзгo de termфmetro de gбs: Bulbo e capilar: aзo, aзo inoxidбvel, cobre latгo e monel. Elemento de mediзгo: cobre berнlio, bronze fosforoso, aзo e aзo inoxidбvel. TERMФMETRO А PRESSГO DE VAPOR Os ter 30F 10 obre berнlio, bronze fosforoso, aзo e aзo Inoxidбvel. Os termфmetros а pressгo de vapor baseiam-se na lei de Dalton que diz: “A pressгo de um vapor saturado depende ъnica e exclusivamente de sua temperatura e nгo da sua mudanзa de volume”. por isso, para qualquer variaзгo de temperatura haverб uma variaзгo na tensгo do vapor do gбs liquefeito colocado no bulbo do termфmetro e, em consequкncia disto, uma variaзгo na pressгo dentro do capilar.

A temperatura й determinada na superfнcie livre, entre o lнquido e o vapor. Como a condiзгo ъnica necessбria й a existente da interface entre a fase lнquida a fase gasosa dentro do bulbo, quando em funcionamento, й importante dosar o volume certo do gбs liquefeito. Como o aumento da tensгo do vapor para determinar variaзгo de temperatura nгo й igual ao longo de toda a faixa, a escala de temperatura nгo й linear. Sua construзгo й fisicamente idкntica a dos termфmetros ? pressгo de gбs, porйm, o bulbo й relativamente pequeno. Tipos de metais utilizados na construзгo do termфmetro de vapor: Bulbo e capilar: aзo inoxidбvel, aзo, cobre e latгo.

Elemento de mediзгo: cobre-bernico, bronze fosforoso e aзo Tipos de elementos sensor: Este sistema utiliza os mesmos tipos e sensores que o termфmetro de lнquido com capilar metбlico, ou seja, tipo bourdon, espiral ou helicoidal. Classificaзгo dos termфmetros а pressгo de vapor: Os termфmetros а pressгo de vapor podem ser divididos em quatro classes: 10 pressгo de vapor: Os termфmetros а pressгo de vapor podem ser divididos em quatro classes: A – Classe II-D (duplo enchimento) Este sistema й o indicado para mediзгo de temperatura onde esta pode assumir qualquer valor (acima, abaixo ou na temperatura ambiente). Caracteriza-se por possuir um lнquido nгo volбtil no capilar e elemento de mediзгo.

Este lнquido funciona somente como elemento de transmissгo hidrбulica, nao sendo miscнvel ao lнquido volбtil. Utiliza-se normalmente glicerina ou уleo como liquido nгo volбtil. B – Classe II-A: Este sistema й construнdo para mediзгo de temperatura sempre acima da temperatura ambiente. Neste sistema, o liquido volбtil й inserido no capilar, no elemento sensor e em parte do bubo, sendo a outra parte do bubo, preenchida pelo vapor. C – Classe II-B: Este sistema й construнdo para mediзгo de temperatura abaixo da temperatura ambiente. Neste sistema, o liquido volбtil й inserido apenas em parte do bulbo, e o vapor reenche o restante do sistema.

D- Classe II-C: Este sistema й construнdo para mediзгo de temperatura acima ou abaixo da temperatura ambiente, mas nunca em torno desta. A figura 15 (a) e (b) mostra as duas condiзхes de mediзгo. Quando TI (temperatura de mediзгo) for menor que T2 (temperatura ambiente), teremos lнquido em parte do bulbo e vapor no bulho, no capilar e no sensor. Se ocorrer uma variaзгo brusca na temperatura de tal extensгo que a temperatura ambiente seja cruzada, haverб mudanзa de estado do fluido no capilar e no sen 0 a temperatura ambiente seja cruzada, haverб mudanзa de stado do fluido no capilar e no sensor, e entгo teremos lнquido no bulbo, no capilar e no sensor, e vapor somente no bulbo. ? importante frisar que nesta ocasiгo haverб certa instabilidade no sistema, acarretando resposta muito lenta, tendo em vista o tempo gasto na liquefaзгo do vapor (ou vaporizaзгo do lнquido) no capilar e no sensor. Termo resistкncia: Uma termorresistкncia (RTD do inglкs Resistance Temperature Detector) й um instrumento que permite conhecer a temperatura do meio ambiente, recorrendo а relaзгo entre a resistкncia elйtrica de um material e a sua temperatura. As maiores partes das termorresistкncias sгo feitas de platina, mas sгo tambйm utilizados outros materiais, como por exemplo, o nнquel. Por norma, quando se fala de uma termorresistкncia ela й identificada pelo material que a constitui e pela resistкncia que apresenta a O oc.

Por exemplo, uma PT-IOO serб uma termorresistкncia de platina que a zero oc apresenta uma resistкncia de 100 Q, ao passo que uma Ni-500 serб uma termorresistкncia de nнquel que a 0 oc apresenta uma resistкncia de 500 n. Princнpio de Funcionamento: As termoresistкncias, os bulbos de resistкncia, os termфmetros de resistкncia ou RTD sгo sensores ue se baseiam no principio de variaзгo da resistкncia фhmica em funзгo da temperatura. Elas aumentam a resistкncia com o aumento da temperatura. Seu elemento sensor consiste de uma resistкncia em forma de fio de platina de alta pureza, de nнquel ou 6 0 elemento sensor consiste de uma resistкncia em forma de fio de platina de alta pureza, de nнquel ou de cobre (menos usado), encapsulado num bulbo de cerвmica ou vidro.

Termнstor: sгo semicondutores sensнveis а temperatura. Termнstor do tipo NTC Existem basicamente dois tipos de termнstores: * NTC (do inglкs Negative Temperature Coefficient) – ermistores cujo coeficiente de variaзгo de resistкncia com a temperatura й negativo: a resistкncia diminui com o aumento da temperatura. * PTC (do inglкs Positive Temperature Coefficient) – termнstores cujo coeficiente de variaзгo de resistкncia com a temperatura й positivo: a resistкncia aumenta com o aumento da temperatura. Conforme a curva caracterнstica do termнstor, o seu valor de resistкncia pode diminuir ou aumentar em maior ou menor grau em uma determinada faixa de temperatura.

Assim alguns podem servir de proteзгo contra sobreaquecimento, limitando a corrente elйtrica quando eterminada temperatura й ultrapassada. Outra aplicaзгo corrente, no caso a nнvel industrial, й a mediзгo de temperatura (em motores, por exemplo), pois podemos com o termнstor obter uma variaзгo de uma grandeza elйtrica em funзгo da temperatura a que este se encontra. Termopares bбsicos Sгo assim chamados os termopares de maior uso industrial, em que os fios sгo de custo relativamente baixo e sua aplicaзгo admite um limite de erro maior. TIPO “T” Nomenclatura: T – Adotado pela Norma ANSI – Faixa de utilizaзao: -60 a 370ac – F. E. M. produzida: -5, Nomenclatura: T – Adotado pela Norma ANSI Faixa de utilizaзгo: -60 a 3700C – F. E. M. roduzida: -5,333 a 19,027mV TIPO “J” Nomenclatura: J – Adotada pela Norma ANSI – Faixa de utilizaзгo: O a 8000C – F. E. M. produzida: 0 a 42,922mV TIPO “E” Nomenclatura: E- Adotada pela Norma ANSI – Faixa de utilizaзгo: O a 8100C – F. E. M. produzida: 0 a 66,473mV TIPO “K” Nomenclatura: K- Adotada pela Norma ANSI – Faixa de utilizaзгo: 0a 12600C – F. E. M. Produzida: O a 50,990mV -Termopares nobres Sгo aqueles que os pares sгo constituнdos de platina. Embora possuam custo elevado exijam instrumentos receptores de alta sensibilidade, devido а baixa potкncia termoelйtrica, apresenta ma alt[ssima precisгo, dada a homogeneidade e pureza dos fios dos termopares. 18. 1. 5. 2. – TIPO S Nomenclaturas: S – Adotada pela Norma Ansipt Rh 10 % – PtLiga: (+) Platina Rhodi010 Platina 100 de utilizaзгo: O oc a 1600 Ocf. e. m. produzida: O mv a 16,771 mVAplicaзхes: Siderъrgica, Fundiзгo, Metalъrgica, Usina de Cimento, Cerвmica, Vidro e Pesquisa Cientнfica. Observaзгo: Й utilizado em sensores descartбveis na faixa de 1200 a 1768 cc, para mediзгo de metais lнquidos em Siderъrgicas e Fundiзхes. 18. 1. 5. 2. 2 – TIPO R Nomenclaturas: R – Adotada pela Norma ANSIPtRh13 % -PtLiga: +) Platina 87 % Rhodi013 Platina 100 de utilizaзгo: O oc a 1600 Ocf. e. m. produzida: O mv a 18,842 mVAplicaзхes: As mesmas do tipo S 18. 1. 5. 2. 3 – TIPO g Nomenclaturas: B 80F 10 18,842 mVAplicaзхes: As mesmas do tipo S 18. 1. 5. 2. – TIPO B Nomenclaturas: B – Adotada pela Norma ANSIPtRh30 % -PtRh 6 %Liga: (+) Platina 70 % (-) Platina 94 % Rhodio 6 %CaracterНsticas: Faixa de utilizaзгo: 600 a 1700 Ocf. e. m. produzida: 1,791 mv a 12,426 mVAplicaзхes: Vidro, Siderъrgica, alta temperatura em geral. 18. 1. 5. 3 Termopares especiais Ao longo dos anos, os tipos de termopares produzidos oferecem ada qual uma caracteristica especial, porйm, apresentam restriзхes de aplicaзгo, que devem ser consideradas. Novos tipos de termopares foram desenvolvidos para atender as condiзхes de processo onde os termopares bбsicos nгo podem ser utilizados. 18. 1. 5. 3. 1 – Tungstкnio – Rhкnio Esses termopares podem ser usados continuamente atй 2300 oc e por curto perнodo atй2750 oc. 18. 1. 5. 3. – Iridio 40 Rhodi0 / Iridio Esses termopares podem ser utilizados por perнodos limitados atй 2000 oc. 18. 1. 5. 3. 3 – Platina -4 Rhodi0 Platina -2 0 % Rhodi0 Esses termopares sгo utilizados em substituiзгo ao tipo B onde emperatura um pouco mais elevada й requerida. Podem ser usados continuamente atй 1600 oc e por curto perнodo atй 1800 cc ou 1850 oc. 18. 1. 5. 3. 4 – ouro-Ferro / Chromel Esses termopares sгo desenvolvidos para trabalhar em temperaturas criogкnicas. 18. 1. 5. 3. 5 – Nicrosil / NiSil Basicamente, este novo par termoelйtrico й um substituto para o par tipo K, apresentando uma forзa eletromotriz um pouco menor em relaзгo ao tipo K. eletromotriz um pouco menor em relaзгo ao tipo K.

Pirфmetros уpticos Sгo instrumentos adotados para estabelecer pontos acima de 1064,43 oc na I. P. T. S. Baseiam se na comparaзгo da radiaзгo isнvel emitida por um corpo (fonte externa), com a radiaзгo do filamento de uma lвmpada padrгo. Igualam se os brilhos variando se a corrente que alimenta o filamento elou inserindo se filtros calibrados no percurso da radiaзгo da fonte externa. A comparaзгo tambйm pode ser eletrфnica. Encontram se modelos sofisticados, nos quais o olho do operador й substitu[do por um detector e a lвmpada padrгo й empregada na calibraзгo automбtica. O sistema incorpora um ajuste de emissividade e й comandado por um micro processador.

O foco pode ser automбtico e a objetiva pode permitir a variaзгo do вngulo de captaзгo. Pirфmetros infravermelhos Tambйm chamados radiфmetros, permitem a mediзгo atй de temperaturas um pouco abaixo de OOC, usando detectores a termopar ou semicondutores especiais cobrindo o espectro infravermelho. Podem apresentar todos os recursos descritos para os pirфmetros уpticos, como foco automбtico, вngulo variбvel e comando micro processador. A existкncia de modelos compactos, portбteis e de custo acessнvel abriu uma vasta gama de aplicaзхes na manutenзгo, onde sгo usados para detectar maus contatos em instalaзхes elйtricas e sobre aquecimento de equipamentos elйtricos e mecвnicos, como mancais. 0 DF 10