FATEC
Fac uldad e de T ecnol ogia de B otuca tu
Medidores
Tecnologia em Produção
Sistemas Dimensionais
Prof. Júnior Omodei
12/11/2009
Medidores
de
Temperatura
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Apresentação Medidores de Temperaturas, Notas de estudo de História
História, tipos e modelos, aplicação, vantagens e desvantagens, curiosidades
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Medidores
Tecnologia em Produção
Sistemas Dimensionais
Prof. Júnior Omodei
12/11/
Medidores
de
Temperatura
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Temperatura
Temperatura é um parâmetro vulgarmente associado às noções de frio e calor, ou também como transferência de energia térmica.
Porém sob o ponto de vista microscópico é a medida da energia cinética associado
ao
movimento
aleatório
das
partículas
(agitação
das
moléculas)
associado
ao
movimento
aleatório
das
partículas
(agitação
das
moléculas)
Para aplicações diárias, é sempre conveniente utilizar a escala Celsius, na qual 0 °^
corresponde a temperatura onde a água congela ao nível do mar. Além do Celsius, existem outros graus utilizados na mensuração da temperatura:-^ Grau Fahrenheit:
é uma unidade tipicamente usada nos países anglo-saxões.
-^ Grau Ramus:
usado para processos industriais específicos como o do xarope, por
exemplo.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
História - em 170 d.C. =>
Galeno propõe um padrão de medição da temperatura que é
resultante da mistura em quantidades iguais de água em ebulição e gelo; - 1592 =>
Galileu Galilei cria o primeiro instrumento para medição da temperatura, o
barotermoscópio,
que
é^
um
dispositivo
de
vidro
contendo
líquido
e^
ar,^
a^ medida
da
barotermoscópio,
que
é^
um
dispositivo
de
vidro
contendo
líquido
e^
ar,^
a^ medida
da
escala era influenciada pela pressão; - 1624 =>
o termo “termômetro” aparece pela primeira vez no livro “La Récréation
Mathématique”; - 1665 =>
Christian Huygens, declara que seria conveniente ter um padrão universal
e preciso de frio e calor, a temperatura não tinha nome e os termômetros eramtantos que parecia impossível medir como se fazia com o tempo, a distância;
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História - 1694 =>
Carlo Rinaldini, sucessor de Galileu, sugeriu o ponto de fusão e ebulição da
água como dois pontos fixos e esse espaço fosse dividido em 12 partes iguais, suasugestão foi desprezada. -^1701
Isaac
Newton,
defini
a^ escala
de
temperatura
baseada
em
duas
referencias
-^1701
Isaac
Newton,
defini
a^ escala
de
temperatura
baseada
em
duas
referencias
a água no estagio gelo (zero graus) e a axila de um homem (12 graus), na escala aágua ferveria à 34 graus. - 1706 =>
Gabriel Fahrenheit trabalhou com o mercúrio e notou que sua expansão
era grande e uniforme e não aderia ao vidro, e a cor prata ajudava a leitura.-1742 =>
o astrônomo sueco Amaders Celsius, um dos fundadores do observatório
de Uppsala, criou uma medição baseada no ponto de ebulição da água e fusão dogelo, que chamou de 100 a 0 graus.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Calor
Energia em trânsito;Existem três meios distintos de transmissão de calor:
Condução
: processo pelo qual o calor flui de uma região
de alta temperatura para outra de temperatura mais baixa,
dentro
de
um
sólido,
líquido
ou
gasoso
.
baixa,
dentro
de
um
sólido,
líquido
ou
gasoso
.
Radiação:
o calor flui de um corpo de alta temperatura
para um de baixa, quando estão separados no espaço,ainda que exista vácuo entre eles. Convecção:
é um processo de transporte de energia pela
ação combinada da condução de calor, armazenamentode energia e movimento da mistura.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Temperatura
Atualmente
a
medição
de
temperaturas
assume
grande
importância
em
numerosos processos de controle industrial.
Em todas as instalações industriais, a medição da temperatura é de extrema importância. Permite a medição de níveis de energia térmica, conhecer a eficiência dos
equipamentos
térmicos
e
assim
poder
corrigir
as
suas
condições
de
dos
equipamentos
térmicos
e
assim
poder
corrigir
as
suas
condições
de
funcionamento, bem como conhecer a eficiência de ciclos termodinâmicos.
Temperatura:
segunda grandeza mais medida no mundo,perdendo apenas para o tempo.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Temperatura^ Alguns exemplos da influência da temperatura no dia-a-dia:^
Monitoramento ambiental; ^
Meteorologia; ^
Investigação de novos combustíveis; ^
Aproveitamento
da
energia
solar
^
Aproveitamento
da
energia
solar
^
Desenvolvimento de motores para automóveis; ^
Cuidados médicos; ^
Qualidade final de um produto; ^
Conservação de alimentos nas gôndolas dos supermercados. Portanto, controlá-la corretamente chega a ser uma questão de sobrevivência.
Praticamente todo o processo industrial está sobre os efeitos dessa grandeza.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Temperatura
Ao
contrário
da
pressão,
a
medição
da
temperatura
não
depende
da
quantidade do material que se pretende avaliar. Por esse motivo, foram muitas asdificuldades em se criar um instrumento capaz de medi-la corretamente.
O^
maior
objetivo
da
monitoração
de
variáveis
e
controle
em
processos
industriais
é
obter
produtos
de
alta
qualidade,
com
melhores
condições
de
industriais
é
obter
produtos
de
alta
qualidade,
com
melhores
condições
de
rendimento e segurança, e com custos de produção compatíveis com a grandecompetitividade do mercado globalizado.
Mas a influência da temperatura não pára por aí, ela pode ser responsável também pela eficácia dosprocessos de esterilização, tratamento térmico demetais, refino de aço e conservação de alimentos, etc.
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Normas e Padrões Internacionais
Com o desenvolvimento tecnológico diferente em diversos países, criou-se uma série de normas e padronizações, cada uma atendendo a uma dada região.
As mais importantes são: Para atender às diferentes especificações técnicas na área de termometria, cada vez mais se somam esforços com o objetivo de unificar essas normas. Para tanto aComissão Internacional Eletrotécnica – IEC vem desenvolvendo um trabalho juntoaos países envolvidos neste processo normativo, não somente para obter normasmais
completas
e
aperfeiçoadas,
mas
também
para
prover
meios
para
a
internacionalização do mercado de instrumentação relativo e termopares.
Como um dos participantes dessa comissão, o Brasil, por meio da ABNT, está também diretamente interessado no desdobramento deste assunto e vem adotandotais especificações; como Normas Técnicas Brasileiras.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Medidores Ideais
Se a temperatura influencia o resultado final de um produto, é necessário, portanto, escolher corretamente um aparelho para medição dessa grandeza.
Seu controle e monitoração são realizados por meio das informações fornecidas pelos sensores de temperatura, como termopares; termorresistências, etc. Ligados a instrumentos
de
controle
e
registro,
esses
aparelhos
irão
atuar
no
processo,
instrumentos
de
controle
e
registro,
esses
aparelhos
irão
atuar
no
processo,
registrando e controlando a temperatura ideal para determinada linha de produção.
Há indústrias que realmente se preocupam com a temperatura. Outras, apesar de serem bastante dependentes dessa grandeza, simplesmente não possuem omenor cuidado com ela.
O^
que
muitas
vezes
não
se
percebe
são
os
desperdícios,
como
gastos
desnecessários com energia elétrica, parada de máquinas, não uniformidade deproduto e processo, refugos, entre outros.
FATEC Faculdade de Tecnologia de Botucatu
Medidores de Temperatura Os medidores de temperatura podem ser divididos em dois grandes grupos:
1º Grupo
(são os de contato direto do medidor emrelação ao que será medido)
2º grupo
Termômetro à dilatação •^ de líquidos •^ de sólidosTermômetro à pressão •^ de líquido •^ de gás •^ de vaporTermômetro a par termoelétrico Termômetro à resistência elétrica
Pirômetro óptico Pirômetro fotoelétrico Pirômetro de radiação
2º grupo (contato indireto)
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Medidores de Temperatura Comparação entre medidores de temperatura do tipo contato direto e indireto (nãocontato)
1.^
FATEC Faculdade de Tecnologia de BotucatuTermômetro à dilatação de líquidos (vidro)
Medidores de Temperatura Termômetros à Dilatação^ Os termômetros de dilatação de líquido baseiam-se na lei de expansão volumétricade um líquido com a temperatura dentro de um recipiente fechado. O recipiente decontenção do líquido pode ser de vidro ou metálico, e os líquidos utilizados são:^
Tolueno (-80 à 100º C) Mercúrio (-35 á 750º C)* Álcool (-80 á 70º C) Pentano (-120 á 30ºC) Acetona (-80 á 50ºC)
*mais utilizado Para uso comum
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Medidores de Temperatura Termômetros à Dilatação^ 1.
Termômetro à dilatação de líquidos (vidro) Utilização O termômetro
de
vidro
industrial
é
comumente
utilizado
na
indicação
de
O^ termômetro^ Para uso industrial
de
vidro
industrial
é
comumente
utilizado
na
indicação
de
temperatura de pequena flutuação no processo em que a leitura no próprio localnão se constitui problema, bem como para os casos em que precisão abaixo de
±^
e resposta rápida não se fizerem necessárias.