Los conectores térmicos, a veces denominados terminaciones finales en frío, están diseñados para conectar sensores de temperatura a instrumentos de medición como termopares o detectores de temperatura de resistencia (RTD).
Los conectores de termopar y RTD se utilizan en una amplia variedad de sistemas científicos e industriales como la generación de energía aeroespacial, química, alimentos y bebidas, petróleo y gas, farmacéuticos y de energía nuclear.
Dos tamaños de conector de termopar estándar están disponibles para satisfacer las necesidades de instrumentos específicos. Los conectores estándar (grandes) tienen 35 mm de largo, 25.4 mm de ancho y 12.8 mm de espesor; Sus alfileres circulares tienen aproximadamente 15 mm de largo.
Los conectores en miniatura son aproximadamente la mitad del tamaño de las unidades estándar y tienen alfileres planos y enchufes. Ambos tamaños de alfileres y enchufes están polarizados para evitar el desajuste. Los conectores térmicos están disponibles en varias configuraciones de PIN comunes, que incluyen (Figura 1):
Las configuraciones de 2 pines son las más comunes y se usan con termopares de circuito único o RTD.
Configuraciones de 3 pines que agregan un pasador de tierra para un sensor RTD de tres hilos de circuito único.
Diseño de 4 pin para usar con dos circuitos de termopar o RTD o un sensor RTD de cuatro hilos de circuito único.
¿De qué están hechos los contactos del conector térmico?
Los termopares generan un voltaje basado en la diferencia de temperatura entre dos metales diferentes unidos en una unión. Para evitar la introducción de errores en la medición de la temperatura, los contactos en un conector de termopar están hechos del mismo material que los cables de termopar.
Figura 1. Ejemplo del conector de termopar de 2 pines y conector RTD de 3 pines. (Foto: ventas de equipos técnicos))
Los RTD miden los cambios de temperatura en función de los cambios en la resistencia en un cable de platino. Su conector utiliza contactos de cobre. Los RTD pueden proporcionar una mayor precisión, especialmente en rangos de temperatura precisos, mientras que los termopares se pueden usar en rangos de temperatura más amplios.
El American National Standards Institute (ANSI) y la Organización Internacional de Estandarización (ISA) han definido una serie de códigos de termopar (letras y colores) que indican el tipo de metal utilizado en el cableado de termopar y el rango de temperatura que puede soportar. Los materiales de contacto del conector térmico están optimizados para cada tipo de termopar o RTD (Tabla 1).
Tabla 1. Varios tipos de conectores termopar y RTD tienen contactos positivos y negativos hechos de materiales específicos para garantizar mediciones de temperatura precisas. (Tabla: ventas de equipos técnicos)
¿Qué materiales se usan en el cuerpo del conector?
El acero inoxidable se usa comúnmente para los cuerpos del conector RTD debido a su durabilidad, resistencia a la corrosión y capacidad para soportar amplios rangos de temperatura. El acero inoxidable también es adecuado para aplicaciones industriales donde se utilizan muchos RTD.
El termoplástico es el material más utilizado para los conectores de termopar. Ofrece una buena combinación de resistencia mecánica, resistencia a la temperatura y costo, y puede usarse en aplicaciones de aproximadamente -40 a 200°DO.
Los termosets llenos de vidrio son menos duraderos, pero pueden soportar temperaturas de 350 a 425°C, dependiendo de la formulación. La cerámica se puede usar en aplicaciones de alta temperatura a 650°C o superior, pero son frágiles y los más caros (Figura 2).
Figura 2. El cuerpo del conector de termopar está hecho de materiales diseñados para rangos de temperatura específicos. (Foto: Sensores y controles de evolución)
Codificación de colores
Muchas aplicaciones incluyen múltiples tipos de termopares. Para garantizar la conexión y el uso adecuados del termopar correcto, los cables están codificados por colores. En los Estados Unidos, la codificación de color se define en ANSI/ISA MC96.1.
Los diferentes colores de aislamiento simplifican la identificación de los tipos de termopar y se aseguran de que el dispositivo correcto se use para cada aplicación. Los colores también indican la polaridad de los cables para garantizar la inserción adecuada en el conector térmico.
Termopares"edad"Debido a las altas temperaturas y las condiciones ambientales, lo que hace que se vuelvan menos precisos con el tiempo. En un entorno estándar, los termopares pueden necesitar ser reemplazados cada 1 a 3 años. La codificación de color acelera el proceso de reemplazo.
Resumen
Las mediciones de temperatura precisas son importantes en una variedad de aplicaciones industriales y científicas. Los conectores térmicos bien diseñados ayudan a garantizar la precisión de estas mediciones y pueden acelerar el reemplazo de termopares desgastados y RTD. Debido a la amplia variedad de diseños de termopar, los cables están codificados por colores para acelerar la identificación de dispositivos y su polaridad.