{"id":2601,"date":"2021-02-01T10:45:20","date_gmt":"2021-02-01T10:45:20","guid":{"rendered":"https:\/\/vea.it\/?p=2601"},"modified":"2023-08-28T14:04:58","modified_gmt":"2023-08-28T14:04:58","slug":"metrotronica-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vea.it\/es\/metrotronic-temperatura\/","title":{"rendered":"Notas de METROTR\u00d3NICA: temperatura"},"content":{"rendered":"

La metrolog\u00eda sale del laboratorio y entra en la f\u00e1brica<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Con este art\u00edculo voy a profundizar en uno de los aspectos que m\u00e1s influyen en las mediciones realizadas en la l\u00ednea de producci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Har\u00e9 un breve resumen para los que no hayan le\u00eddo el art\u00edculo anterior.<\/p>\n\n\n\n

En el sector de la fabricaci\u00f3n, especialmente en el de la automoci\u00f3n, ha aumentado considerablemente la demanda de mediciones realizadas directamente en la l\u00ednea de producci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

De ah\u00ed la necesidad de garantizar que todos los productos se ajusten al pliego de condiciones, lo que hace que los controles estad\u00edsticos de las muestras realizados en el laboratorio sean insuficientes.<\/p>\n\n\n\n

La necesidad de salir del laboratorio implica una serie de actividades no indiferentes, todo lo que entra en el \u00e1mbito de la adaptaci\u00f3n de los instrumentos metrol\u00f3gicos para que puedan operar directa y eficazmente en un entorno de producci\u00f3n industrial se ha identificado con el t\u00e9rmino \"Metrotronics<\/strong>\", una palabra compuesta por metro(logy)<\/strong> e (mecha)tr\u00f3nica<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Entre los diversos aspectos de la medici\u00f3n autom\u00e1tica en un entorno no controlado, destaco ahora el aspecto t\u00e9rmico.<\/p>\n\n\n\n

La temperatura es sin duda uno de los par\u00e1metros m\u00e1s controlados en un entorno de laboratorio, especialmente si se realizan mediciones de longitud.<\/p>\n\n\n\n

Normalmente, en muchos laboratorios de metrolog\u00eda la temperatura se mantiene dentro de una tolerancia de \u00b1 1\u00b0.<\/p>\n\n\n\n

Para tener una referencia tangible de la incertidumbre que genera esta tolerancia se\u00f1alo que un bloque de aluminio de 42 mm por cada grado cent\u00edgrado se dilata aproximadamente 1\u00b5m.<\/p>\n\n\n\n

En un entorno de producci\u00f3n donde la temperatura puede variar entre 15 y 35 grados, los efectos de esta incertidumbre se multiplican por diez.<\/p>\n\n\n\n

Por esta raz\u00f3n, para medir en el laboratorio una pieza de unos pocos kilos procedente de la producci\u00f3n, es necesario esperar a que se estabilice durante m\u00e1s de una hora (ver tabla fig.1 - tiempo de estabilizaci\u00f3n - mm).<\/p>\n\n\n\n

En la l\u00ednea de producci\u00f3n, sin embargo, la pr\u00e1ctica m\u00e1s com\u00fanmente adoptada para reducir esta incertidumbre es calibrar los instrumentos con muestras de referencia con periodos adecuados a la incertidumbre que se quiere obtener, normalmente al menos una vez al d\u00eda.<\/p>\n\n\n\n

Se supone que la dilataci\u00f3n de la muestra de referencia y la pieza medida son iguales y la calibraci\u00f3n, o quiz\u00e1s en este caso es mejor decir la puesta a cero del instrumento, permite compensar la temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n

Uno de los problemas de esta pr\u00e1ctica es que las muestras de referencia no suelen ser del mismo material que la muestra medida, por lo que tienen diferentes coeficientes de dilataci\u00f3n y esto afecta negativamente a la incertidumbre.<\/p>\n\n\n\n

Tambi\u00e9n existen sistemas de medici\u00f3n con compensaci\u00f3n de temperatura o, m\u00e1s sencillamente, hojas de c\u00e1lculo que transforman la lectura teniendo en cuenta la temperatura ambiente tomada de un term\u00f3metro.<\/p>\n\n\n\n

Aqu\u00ed seguimos en el campo de las mediciones de muestras, pero realizadas en un entorno de producci\u00f3n. Este procedimiento quiz\u00e1 no sea correcto desde el punto de vista formal, pero sigue siendo muy utilizado, en primer lugar por las empresas que no disponen de un laboratorio de temperatura controlada, pero tambi\u00e9n por las que s\u00ed lo tienen y que utilizan este procedimiento para realizar controles m\u00e1s frecuentes.<\/p>\n\n\n\n

Pasemos a los sistemas autom\u00e1ticos de medici\u00f3n. Tanto si se utilizan sondas LVDT (transductor lineal de desplazamiento variable), balanzas \u00f3pticas, sistemas de visi\u00f3n \u00f3ptica, l\u00e1seres u otros, el principio no cambia, la temperatura hace que la pieza medida se expanda con todo lo que ello conlleva. Algunos de estos instrumentos permiten la compensaci\u00f3n de la temperatura, generalmente la temperatura ambiente, m\u00e1s raramente la de la pieza analizada.<\/p>\n\n\n\n

Medir la temperatura de la pieza parecer\u00eda la acci\u00f3n m\u00e1s l\u00f3gica, pero en la pr\u00e1ctica la velocidad con la que normalmente se realizan las mediciones en estos sistemas autom\u00e1ticos no permite una lectura fiable de la temperatura.<\/p>\n\n\n\n

En efecto, las sondas t\u00e9rmicas de contacto, como los termopares o el Pt100, son muy lentas debido a la inercia t\u00e9rmica de los materiales con los que se fabrican; en cambio, las sondas t\u00e9rmicas infrarrojas (pir\u00f3metros) se ven afectadas, sobre todo en el caso de los metales, por el problema de la emisividad, que afecta a su precisi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, sea cual sea el tipo de sonda que utilice, s\u00f3lo medir\u00e1 la superficie exterior de la pieza, y en metrotr\u00f3nica este conocimiento no siempre es suficiente.<\/p>\n\n\n\n

Los trozos medidos en l\u00ednea suelen proceder de procesos que aumentan la temperatura, y m\u00e1s raramente de procesos que la bajan. Incluso en condiciones de presunta estabilidad, es decir, a partir de piezas que provienen de almacenes o procesos que no afectan al aspecto t\u00e9rmico, suele ser normal detectar diferencias de unos pocos grados con respecto a la temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n

En estas circunstancias es f\u00e1cil que la temperatura media de la pieza no se corresponda con la temperatura de su superficie, y mucho menos con la temperatura ambiente.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, el conocimiento de la temperatura media de la pieza es necesario para una correcta medici\u00f3n, especialmente si la precisi\u00f3n requerida es inferior a una mil\u00e9sima de la medida.<\/p>\n\n\n\n

Probablemente haya diferentes soluciones a estos problemas, pero hemos examinado el problema centr\u00e1ndonos en dos aspectos.<\/p>\n\n\n\n

El primero es realizar una sonda IR suficientemente r\u00e1pida y repetible que, partiendo de la morfolog\u00eda de la pieza, compense el problema de la emisividad de forma m\u00e1s eficaz que el cl\u00e1sico par\u00e1metro de compensaci\u00f3n RTC (compensaci\u00f3n de temperatura reflejada).<\/p>\n\n\n\n

La segunda consiste en aplicar un m\u00e9todo para conocer la temperatura media de un objeto que, por ejemplo, se est\u00e1 enfriando. Para lograr este objetivo nos ayuda el hecho de que normalmente las piezas que se miden en el entorno de producci\u00f3n son siempre las mismas y conocemos sus caracter\u00edsticas.<\/p>\n\n\n\n

Teniendo como datos de partida algunas caracter\u00edsticas de la pieza como el volumen, la morfolog\u00eda y el material, es posible determinar algunos par\u00e1metros termodin\u00e1micos como el HTC (coeficiente de transferencia de calor) y el n\u00famero de Biot.<\/p>\n\n\n\n

A partir de aqu\u00ed, midiendo la temperatura de la superficie en diferentes momentos de la l\u00ednea de producci\u00f3n, es posible estimar la temperatura media mediante f\u00f3rmulas termodin\u00e1micas. La aplicaci\u00f3n de la ley de Fourier para el flujo de conducci\u00f3n en el s\u00f3lido en la superficie y la ley de enfriamiento de Newton para la p\u00e9rdida convectiva en la superficie, permiten obtener resultados ya discretos; f\u00f3rmulas m\u00e1s complejas permiten una mayor fiabilidad.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
prototipo de sensor de temperatura r\u00e1pido HCE-TMP-02<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

El resultado de estas dos investigaciones son los nuevos sensores t\u00e9rmicos, especialmente compactos, de la serie HCE-TMP, dise\u00f1ados especialmente para compensar t\u00e9rmicamente los sistemas de medici\u00f3n en la producci\u00f3n.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La metrolog\u00eda sale del laboratorio y entra en la f\u00e1brica En este art\u00edculo examinar\u00e9 uno de los aspectos que m\u00e1s influyen en las mediciones realizadas en la l\u00ednea de producci\u00f3n. He aqu\u00ed un breve resumen para quienes no hayan le\u00eddo el art\u00edculo anterior. En el sector de la fabricaci\u00f3n, especialmente en el de la automoci\u00f3n, se ha producido un aumento significativo de la demanda de mediciones en la l\u00ednea de producci\u00f3n.<\/p>\n

Notas de METROTR\u00d3NICA: temperatura<\/span> Leer m\u00e1s \"<\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":524,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-global-header-display":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"default","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601"}],"collection":[{"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2601"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3435,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2601\/revisions\/3435"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/524"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2601"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2601"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vea.it\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2601"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}