Sensor de pinza no invasivo

La temperatura es una de las variables que se miden con mayor frecuencia en las industrias de procesos. En estas industrias, donde el flujo de fluidos se produce dentro de tuberías, la medición precisa de la temperatura es crucial para el control de procesos, la automatización industrial y la seguridad. El método más común para estas mediciones de temperatura en las industrias de procesos es la técnica invasiva, popular debido a su precisión, pero que presenta numerosas dificultades en su implementación.

Sensores convencionales y sus problemas asociados

Existen dos sensores convencionales populares para medir la temperatura del medio de proceso dentro de una tubería. Uno es el sensor invasivo convencional (RTD o termopar con o sin termopozos); el otro es el sensor no invasivo convencional de montaje superficial. Si bien el sensor de temperatura invasivo ofrece alta precisión en las mediciones de temperatura, presenta numerosas desventajas, como:

• Perturbar la continuidad de la tubería/tubo, ya que la instalación requiere perforar el tubo de proceso y existe la posibilidad de fugas a alta presión.
• Dificultad de instalación y elevado tiempo de inactividad: Debido al fluido presente en el medio de proceso, se requiere un termopozo con el material adecuado para proteger el sensor de temperatura de la contaminación. La instalación del termopozo requiere un diseño complejo, cuya falta puede tener consecuencias graves. Independientemente de si se utiliza o no termopozo, la instalación invasiva del sensor de temperatura lleva mucho tiempo.

Aunque el pozo térmico protege el sensor de temperatura del medio de proceso externo, puede causar problemas en el flujo de fluido regular.

• Existen posibilidades de rotura del pozo térmico/elemento sensor en caso de que se produzca un caudal repentinamente alto del fluido del medio de proceso en la tubería/tubo.
• En el momento del mantenimiento, los sensores invasivos también pueden causar problemas en la limpieza de tuberías/tubos.

Muchos de los problemas mencionados anteriormente de los sensores invasivos pueden eliminarse mediante el uso de sensores de temperatura convencionales no invasivos de montaje superficial. Sin embargo, presentan el problema de no poder representar con precisión la temperatura del fluido del medio de proceso dentro de la tubería/tubo.

Veamos la causa de los problemas:

El sensor no invasivo convencional elimina todos los problemas principales de los sensores de temperatura invasivos, pero a costa de no poder reflejar la temperatura real del fluido dentro de la tubería/tubo. La solución a este problema se puede encontrar investigando a fondo su causa. Considere los dos conceptos siguientes para comprender mejor la causa de este problema.

• El principio de la termodinámica dice que cuando una superficie está en contacto con un medio de temperatura diferente, entonces en un estado estable la superficie se estabilizará a una temperatura cuyo valor estará entre las dos temperaturas diferentes del medio, siguiendo la transferencia de calor entre este medio desde un nivel de energía más alto a un nivel de energía más bajo.
• Los sensores de temperatura siempre miden su propia temperatura.

Teniendo en cuenta estos dos conceptos y considerando diferentes temperaturas, los medios son el fluido que fluye dentro de la tubería a temperatura Tin y la temperatura ambiente Tamb. La superficie entre estos medios es una capa de material de tubería/tubo, que estará a una temperatura, digamos, Tm (Tamb). <Tm Tamb) en estado estacionario, y dado que el sensor de temperatura superficial convencional está en contacto con el material de la tubería, leerá una temperatura Tm que no corresponde a la temperatura real del fluido. Incluso al intentar modificar esta lectura de temperatura para que represente la temperatura real del fluido mediante un factor de corrección uniforme, esta pierde su validez ante cambios en la diferencia de temperatura entre la temperatura ambiente y la del fluido.

El sensor de temperatura de superficie no invasivo convencional mide la temperatura de la superficie de la tubería y no contrarresta ni compensa la diferencia de temperatura entre el fluido en la tubería y el ambiente, lo que da como resultado una representación incorrecta de la temperatura por parte de este tipo de sensor.

Solución proporcionada por Tempsens (sensor de abrazadera tn):

El flujo de calor entre el fluido y el ambiente a través de la superficie de una tubería es proporcional a la diferencia de temperatura entre estos dos medios y también depende del tipo y el grosor del material utilizado. El equipo de investigación y desarrollo de Tempsens Instruments utiliza este concepto para desarrollar el primer sensor de abrazadera no invasivo de la India que mide con precisión la temperatura del fluido dentro de una tubería simplemente fijando el sensor a la tubería. Nuestro sensor de abrazadera TN utiliza un sensor de flujo de calor, un RTD y un algoritmo para medir la temperatura del fluido dentro de una tubería. Está equipado con un sencillo sistema de sujeción que lo convierte en un sensor listo para usar que requiere un tiempo de instalación prácticamente nulo. El sensor de abrazadera TN estándar viene con una salida analógica de 4-20 mA; otras opciones de salida analógica disponibles son 0-20 mA y 0-10 V. Proporciona una medición de temperatura estable y precisa de hasta 100 °C, en un rango de temperatura ambiente de 0 a 40 °C.

Aplicaciones: El sensor de abrazadera TN se puede instalar sin detener el proceso. En entornos de proceso agresivos donde no se desea penetrar la tubería para instalar el sensor de temperatura, el sensor de abrazadera TN ofrece a nuestros clientes una excelente alternativa. También se puede utilizar para verificar el sensor invasivo preinstalado o para instalarlo donde se requiera un nuevo punto de medición de temperatura en su industria. Otras aplicaciones incluyen tuberías de diámetro exterior pequeño, fluidos de alta viscosidad, flujo de fluidos a alta velocidad o fluidos con partículas de gran tamaño.

Algunas de las industrias en las que nuestro sensor TN Clamp encuentra sus aplicaciones son:

• Petróleo y gas
• Alimentos y bebidas
• Industrias químicas y petroquímicas
• Refinería