Mecatrónica: Es la combinación sinérgica de ingenierías mecánica electrónica informática y de control.  Ésta última con frecuencia se omite pues es considerada dentro de alguna de las dos anteriores, sin embargo es importante destacarla por el importante papel que el control juega en la mecatrónica. 

La mecatrónica está centrada en mecanismos, componentes electrónicos y módulos de computación los cuales combinados hacen posible la generación de sistemas más flexibles, versátiles, económicos, fiables y simples.

El control de proceso con termómetros mecatrónicos

La temperatura es uno de las cualidades físicas más frecuentemente medidas – y en la industria es un factor clave para el control y la seguridad del proceso.  La instrumentación debe cumplir a menudo dos tareas: la indicación local y el control mediante una señal eléctrica. En este caso se aplican cada vez más soluciones inteligentes y a la vez económicas.

La seguridad es primordial y  por lo tanto los termómetros mecánicos van a mantener su posición en el control de procesos contra los sistemas electrónicos. En numerosas aplicaciones el uso de termómetros mecánicos es obligatorio y sin alternativa. Sin embargo estos termómetros mecánicos (bimetálicos o de dilatación a gas) no pueden asumir tareas de control. Para asegurar un control eficaz se requiere una señal de salida por ejemplo de 4…20 mA o 10 Voltios, que son habitualmente usados en la industria.  Para estas señales se aplican sondas de temperatura que captan la temperatura mediante termorresistencias o termopares y la convierten en una señal normalizada para su procesamiento en sistemas de control de procesos.

La solución: Un producto dos en uno

En la instrumentación de proceso se aplican a menudo dos diferentes tipos de termómetro. Para la indicación in situ se monta un termómetro mecánico y para la transmisión de señal una sonda de temperatura en otra abertura de la misma área de medición. En función del medio se debe aplicar dos vainas adaptadas al proceso con el material adecuado y fabricadas según las exigencias específicas incluyendo pruebas hidrostáticas, rayos X etc. Los costes pueden ser considerables ya que una vaina de material especial puede resultar el doble de costoso que el termómetro mismo.

Para estos casos se recurre cada vez más a termómetros mecatrónicos con señal de salida analógica normalizada e indicación in situ en un solo instrumento. Estos instrumentos disponen de un transmisor incorporado y pueden cubrir rangos entre -200 hasta 700 ºC. Esto instrumentos híbridos funcionan de la siguiente manera: (véase imagen 1) Un imán (1) en el eje de la aguja se gira en proporción lineal con la temperatura. El módulo electrónico (2) situado en frente del imán capta el movimiento giratorio del imán sin contacto, sin desgaste y sin efectos retroactivos al elemento sensible. Mediante un amplificador se convierte la señal proporcional al movimiento giratorio en una señal de salida eléctrica. Esta señal de la salida analógica corresponde al rango de la esfera.

Funcionamiento de un termómetro de dilatación de gas

Un termómetro de dilatación de gas ofrece numerosas variantes ya que permite montajes adaptados a la ubicación del punto de medida con conexiones radiales, axiales o con una articulación flexible en la caja. También permiten mediciones en ubicaciones de difícil acceso o desde distancias remotas mediante la utilización de capilares.  Estos pueden ser extremadamente finos, con un diámetro interior de 0,2 mm y se pueden transmitir valores de medición hasta 60 metros de distancia.

Aplicaciones

Para fluidos en la industria química, petroquímica  ingeniería de proceso Aplicación universal en la ingeniería maquinaria, instalaciones de proceso, depósitos, y industria

alimentaria Medida de temperatura sin contacto co el medio Montaje en paneles, armarios y pupitres de mando

Características

Los instrumentos cumplen con las exigencias más elevadas a la instrumentación Caja y bulbo en acero inoxidable Para montaje exterior sobre tubos o depósitos Varados diseños de racor y de fijación Opcional ejecuciones con caja giratoria y orientable, con capilar, con sonda de contacto o en

ejecución perfilada (cuadrado)

Mantenimiento

Carga a largo plazo (1 año): Rango de medida (EN 13190)

Carga a corto plazo (máx. 24 h): Rango de indicación (EN 13190)

Tiempo de respuesta: Rápido, ya que sus señales son digitales.

Alimentación: Mecánica o electrica

Ventajas:

Durabilidad Mínimo margen de error Variedad de diseños Puede conectarse con un sistema de control o registrador de datos etc

Desventajas:

Costo excesivo Poca disponibilidad de marcas Delicado

Sondas mecánicas

Una sonda térmica mecánica consiste en un bulbo que contiene un

gas, que en contacto con un cuerpo caliente se dilata; por medio de un

tubo capilar, el aumento de volumen se trasmite a otro bulbo, en el que

una membrana elástica produce una presión sobre el elemento que

debe controlar por la temperatura.

Sondas eléctricas

En este caso, hay dos tipos:

el calor del cuerpo a medir afecta a un termopar, consistente en

dos láminas de metales distintos, dispositivo que es capaz de

generar una corriente eléctrica, variable en función de la

temperatura a que se caliente, que recibe el receptor.

también se usa como elemento sensible a la temperatura un

material cuya resistencia eléctrica varía con la temperatura

(termistor), la corriente que pasa por él varía en función de ella, de

modo que intercalándolo en un circuito eléctrico, el receptor recibe la temperatura del emisor,

midiendo la corriente que le llega.