Sensores Térmicos

SENSORES TERMICOS. Efecto calorífico de la interacción entre el analito y el receptor. 1. Definición de Temperatura. Se relaciona la Temperatura (Tº) con una propiedad termométrica, como la expansión de un líquido o un gas, la resistencia de un conductor, la tensión eléctrica generada por un par termoeléctrico (termocupla). Así, en la práctica, existen diferentes tipos de temperatura para segúnqué tipo de aplicación. 2. Escalas de Temperatura. La escala más usada y común en la mayoría de los países en la centigrada, Celcius. Otra escala utilizada es la Fahrenheit (ºF), se relaciona con la escala Celcius: ºF=(1,8xºC+32). 3. Fenómenos asociados. A través de estos fenómenos es posible conocer la temperatura, se listan los siguientes: - Variaciones en volumen o en estado de los cuerpos(sólidos, líquidos o gases) - Variación de resistencia de un conductor (sondas de resistencia) - Variación de resistencia de un semiconductor (termistores) - FEM creada en la unión de dos metales distintos (termopares) - Intensidad de la radiación total emitida por el cuerpo (pirómetros de radiación) 4. Termopares (Termocuplas). Es el sensor más ampliamente utilizado en la industria para medir latemperatura.Debido a sus caracteristicas como: producto económico y que además es intercambiable, sus conectores son estándar. El rango de temperatura que son capaces de medir es muy amplio. La desventaja más relevante de las termocuplas es que miden diferencias de temperatura, y no temperatura absoluta, entonces debe usarse una junta de referencia. En cuanto a su funcionamiento, este tipo de sensores un transductor que traduce una magnitud física en una señal eléctrica. Se compone por dos alambres de metales diferentes, los que al unirlos generan entre sus extremos libres una diferencia de potencial que es proporcional a la diferencia de temperatura entre ellos. Este funcionamiento se basa en un descubrimiento hecho por Seebeck (1821): si se sueldan dos metales diferentes, cuyos extremosestán a diferente temperatura, entonces aparece una f.e.m., luego se demostró que la creación de esta f.e.m. proviene realmente de dos efectos diferentes: uno es el contacto entre dos metales disímiles y la temperatura de dicha unión (Efecto Petlier). Además el Efecto Thompson, que es debido al flujo de calor entre los extremos de los conductores, que es transportado por los conductores,induciendo una f.e.m. entre los extremos de los mismos. Las termocuplas se fabrican con metales puros, o bien con sus aleaciones. El rango de temperaturas que son capaces de medir las termocuplas estándar, van desde los aproximadamente 80 grados hasta aproximadamente los 1800 grados centígrados. Pero con aleaciones especiales pueden llegarse a temperaturas superiores a los 3000 grados centígrados. 4.1Principios de Funcionamiento. Efectos.

Efecto Peltier: Dos conductores de diferente composición, a la misma temperatura tienen diferentes densidades de portadores de cargas libres, por lo tanto cuando estos conductores se ponen en contacto entre si por medio de una unión rígida (soldadura), a través de esta unión hay una difusión de electrones desde el conductor de mayor densidad electrónica alde menor densidad. Efecto Thomson: Si en un conductor se mantienen sus extremos a diferentes temperaturas se produce un flujo de calor que tiende a establecer el equilibrio térmico, ese flujo de energía calórico es transportado por electrones, por lo tanto en los extremos del material aparece una diferencia de potencial que es proporcional a la diferencia de temperatura. Efecto Seebeck: Es lacombinación de los efectos anteriores. Se explica del siiguiente modo: Cuando los dos materiales A y B cuyos extremos se hallan a dos temperaturas diferentes T1 y T2, se sueldan en uno de los extremo, aparece una f.e.m. de Seebeck, ese flujo de energía calórica, es transportado por electrones, por lo tanto, entre los extremos de los materiales aparece una diferencia de potencial. 4.2. Tipos de...