El termómetro de laboratorio se usa para medir la temperatura y posiblemente sea el instrumento más utilizado en la actualidad, difícilmente encontraremos una actividad, doméstica o industrial: sanidad, química, alimentaria y de bebidas, ciencias de la vida, materias primas y metalúrgica, sector energético, agrícola, meteorología, almacenes... que no lo utilicen.
Los termómetros más antiguos, aún utilizados hoy, aunque en decadencia, son los termómetros de vidrio donde lo que se mide es la expansión del líquido que tienen en su interior
Existen tantos tipos de termómetros como aplicaciones.
Según la actividad, podemos utilizar termómetros portátiles o fijos, termómetros industriales que automatizan procesos, termómetros anti explosión para zonas peligrosas, etc.
Hoy la mayoría de los termómetros son electrónicos y utilizan sondas de temperatura ligadas a estos, que ofrecen gran precisión, según el tipo de sensor que utilice el instrumento.
Los sensores se presentan en la mayoría de casos encapsulados con vainas de diferentes formas (para uso en carnes, frutas, pescados, líquidos, gases, etc.) y con cables de longitudes y grosor de acuerdo a su uso.
Actualmente, los sensores más utilizados son:
- Termopar
Thomas J. Seebeck demostró que cuando dos extremidades de metales distintos se unen a temperaturas diferentes, se crea un voltaje. Esta relación permite llevar a cabo una conversión directa de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico, creando el efecto termopar. En función de los metales empleados (tipo K, J, P, etc.) se aplican a mediciones de altas temperaturas.
Por su parte, el físico francés Jean Peltier descubrió que este efecto puede funcionar en sentido contrario y, en consecuencia, utilizarse para enfriar.
- Termo resistencias de platino (RTD)
Las termo resistencias generan una variación de la resistencia eléctrica a causa de una variación de temperatura (a mayor temperatura mayor resistencia). Fue C.H. Meyers en 1932 que observo midiendo la resistencia eléctrica de un hilo de platino que ofrecía una medición más precisa.
Hoy en día, los sensores de platino Pt100 (resistencia de 100Ω a 0ºC y un coeficiente de temperatura fijo α=0,003851 °C-1) y el Pt1000 (resistencia de 1000Ω a 0ºC) y hoy se utilizan para mediciones de alta precisión en temperaturas medias.
Este tipo de sensores han evolucionado de forma considerable y pueden encontrarse en multitud de versiones: cerámicos, de película, etc.
- Termistores (NTC)
Son sensores resistivos de temperatura. Su funcionamiento se basa en la variación de la resistividad que presenta un semiconductor con la temperatura. Tiene buena precisión, pero una escala corta de medición, normalmente entre -50 a 150ºC.
- Infrarrojos
El termómetro infrarrojo de laboratorio (IR) permiten medir la temperatura sin contacto. Son de elección cuando no se pueden usar termómetros convencionales. Por ejemplo, para medir la temperatura de objetos en movimiento (rodillos, maquinaria en movimiento, cinta transportadora, etc.), o a distancia, o a temperaturas demasiado altas. También cuando se necesitan una alta velocidad de medida, aunque no se disponga de tanta precisión como un termómetro con sonda, ya que la respuesta es normalmente de milisegundos, perfecta para en el control de la cadena de frío.
Estos utilizan una lente que permite enfocar los rayos infrarrojos de energía, convirtiéndola en una señal eléctrica que se puede mostrar en unidades de temperatura (tras ser compensada por la variación de la temperatura ambiente).
Para medir con termómetros infrarrojos hemos de tener en cuenta el tamaño del objetivo y la distancia, así como el tipo de superficie a medir. Para ello, hay que considerar su emisividad, que es la relación de la energía radiada por un objeto a una temperatura dada, a la energía emitida por un radiador perfecto, o de cuerpo negro, a la misma temperatura.
La emisividad (que tiene un valor de entre 0,0 y 1,0) de un cuerpo negro es de 1,0.
En general, cuanto mayor es la emisividad de un objeto, más fácil es obtener una medición precisa de la temperatura. Los objetos con emisividad muy baja (por debajo de 0,2) pueden ser aplicaciones difíciles. Asimismo, las superficies pulidas y los metales brillantes, como el aluminio, son tan reflectantes que las mediciones con termómetros infrarrojos no siempre son posibles.
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