Artículo profundo: Análisis de fallos por ruptura suave de resistencias térmicas

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La temperatura desempeña un papel extremadamente importante en el control de los procesos de producción industrial. Los sistemas de medición de temperatura proporcionan datos precisos para la supervisión y el control automático durante el proceso productivo, permitiendo conocer el nivel de temperatura en los puntos de medición y asegurando así un funcionamiento seguro, económico y eficiente de la producción. El sistema de medición de temperatura está compuesto principalmente por elementos sensibles a la temperatura, una unidad de conversión y una unidad de visualización o control. Por lo general, la unidad de conversión y la unidad de visualización o control están formadas por circuitos electrónicos; el análisis de sus fallos se rige por las reglas habituales del análisis de circuitos. Este artículo realiza un análisis sencillo de las fallas más comunes en los elementos de temperatura a base de resistencias térmicas. Ruptura por sobrecalentamiento de las resistencias térmicas: yunrun.com.cn/tech/2058.html. Principio de funcionamiento de las resistencias térmicas. Las resistencias térmicas más comunes son las hechas de cobre y las de platino. Dado que la conductividad eléctrica de estos dos metales varía de manera lineal con la temperatura, se utiliza el método de medir la resistencia del elemento para determinar la temperatura. El valor de resistencia del elemento de temperatura a una temperatura de 0°C se denomina número de calibración del elemento. Actualmente, los más comunes son Cu50 y Pt100. Clasificación de las fallas más comunes en los elementos de medición de temperatura por resistencia térmica. Los sistemas de medición de temperatura por resistencia térmica funcionan de manera relativamente estable y fiable. El ciclo de vida útil promedio de estos elementos es de 2 años. Las fallas más comunes se pueden dividir en las siguientes 4 categorías: 1. Cortocircuito: El elemento de resistencia térmica sufre un cortocircuito; los síntomas típicos son la sobreexposición de los datos mostrados. La causa podría ser un circuito abierto en el elemento de temperatura, o un mal contacto o rotura en los cables de conexión. En general, una mayor vibración en los puntos de medición o una fijación inadecuada de las fundas protectoras de los componentes pueden causar que, durante el funcionamiento del sistema, los componentes se rompan o las conexiones se aflojen, lo que da lugar a esta falla. 2. Cortocircuito en el elemento de temperatura: se refiere principalmente a un cortocircuito total o parcial del elemento de temperatura. Los síntomas de esta falla suelen ser valores negativos en la lectura de la temperatura. Una mala calidad de los elementos de temperatura, vibraciones excesivas en el entorno de trabajo o cortocircuitos en los cables de conexión pueden causar este fallo. 3. “Poner” se refiere a la ruptura por sobrecarga térmica de la resistencia. La falla se manifiesta en que la pantalla a veces muestra valores normales y otras veces no; los valores anormales son aquellos que presentan saltos o son inexactos, desviándose del valor correcto. 4. La permeabilidad es un fenómeno que ocurre con frecuencia en entornos de medición donde hay partículas sólidas en movimiento. Bajo presión negativa, el valor mostrado se desvía del valor real y se acerca a la temperatura ambiente. La razón es que la cubierta protectora del componente se desgasta debido al paso de las partículas sólidas en movimiento, lo que provoca que la temperatura medida esté más cerca de la temperatura ambiente. Si la temperatura real es superior a la temperatura ambiente, se muestra una temperatura más baja; y viceversa. En condiciones de presión positiva, puede ocurrir que la contaminación del medio de detección afecte a los componentes utilizados en las mediciones. Si el medio es conductor, ocurrirá un cortocircuito ； Si el medio no es conductor, el fenómeno no es evidente. El fenómeno de ruptura suave de las resistencias térmicas es bastante extraño. Cuando ocurre esta ruptura, el período de mantenimiento necesario es, en promedio, de solo 1 semana. Cada vez que se realiza el mantenimiento, basta con reemplazar los componentes defectuosos para resolver el problema. Sin embargo, los componentes reemplazados resultan estar completamente normales al ser sometidos a pruebas. Incluso sin desmontar los componentes, es normal medir su resistencia con un multímetro en el entorno de funcionamiento; el valor de temperatura obtenido a partir de la medición de la resistencia coincide con el valor real. Todo el sistema puede volver a funcionar normalmente cuando se restablece el suministro de energía. Sin embargo, cuando vuelve a ocurrir una falla y el sistema deja de funcionar correctamente, a veces se muestra un exceso de carga, otras veces inestabilidad, y en ocasiones un valor por debajo del normal. Características de la ruptura suave de las resistencias térmicas. En resumen, la ruptura suave de los elementos de temperatura presenta las siguientes características importantes: 1. Este tipo de fallo ocurre con facilidad cuando la calidad de los elementos de platino es deficiente. Según las estadísticas, este tipo de fallos representa el 86% del total de fallos. De esto se puede deducir que la mala calidad de los elementos resistivos de platino es la causa principal de su fallo prematuro. La mala calidad de los elementos resistivos de platino se manifiesta en un bajo nivel de aislamiento del marco, una mala calidad del metal de platino (cobre) y un nivel deficiente en el proceso de fabricación. 2. Este fallo suele ocurrir cuando la temperatura de operación del elemento resistivo térmico supera el límite superior de su rango de funcionamiento, o se encuentra cerca de dicho límite. Si el Pt100 funciona con frecuencia en un entorno de 500 °C, la probabilidad de que presente fallos es muy alta. 3. Los elementos de resistencia térmica pueden volver a su estado normal una vez que se retiran del entorno en el que funcionan. Pueden operar correctamente a bajas temperaturas, y el problema del fallo por ruptura blanda desaparece. Esta es una característica importante de los elementos térmicos en cuanto a la ruptura blanda. Mecanismo eléctrico de la ruptura por fatiga de las resistencias térmicas. Una vez que el elemento de temperatura de una resistencia térmica sufre una ruptura por fatiga, pierde sus propiedades eléctricas originales. Los elementos de resistencia térmica deben tener las características básicas de una resistencia normal en cualquier temperatura dentro de su rango de funcionamiento normal. Después de la ruptura por sobrecalentamiento del resistor térmico, sus curvas U e I dejan de ser lineales. Cuando la corriente alcanza un valor determinado, la aislación disminuye y el resistor térmico se rompe; su valor de resistencia también disminuye. En este estado, ya no existe una relación entre el valor de resistencia y la temperatura. La gráfica de las características UI reales del elemento de ruptura suave por resistencia térmica se muestra a continuación. Según las mediciones realizadas, la temperatura de ruptura de los resistores térmicos que presentan fallos por ruptura suave es de aproximadamente 350 °C. La corriente mínima necesaria para provocar dicha ruptura varía entre 0,6 y 0,8 mA. Por lo general, la corriente utilizada en los circuitos de medición es de 0,06 mA. Sin embargo, para aumentar la sensibilidad, la corriente puede llegar a ser superior a 1 mA. Por eso, en los componentes térmicos de menor calidad, cuando la corriente en el circuito de medición supera los 0,06 mA, es fácil que se produzcan fallos por ruptura suave. Cuando la corriente en el circuito es inferior a 0,6 mA, el fenómeno de ruptura suave desaparece. Dado que el multímetro, en su función de medición de resistencia, indica una corriente en el circuito de aproximadamente 0,1 mA, resulta difícil detectar con el multímetro los fallos en los componentes que presentan ruptura suave. Soluciones a los problemas de medición de temperatura con resistencias térmicas. Se aplican medidas adecuadas según las diferentes causas de los problemas en la medición de temperatura con resistencias térmicas; véase la Tabla 1 para la clasificación de los problemas. Soluciones a los problemas de medición de temperatura con resistencias térmicas: En caso de interrupciones en la señal, es necesario reforzar el revestimiento protector de la resistencia térmica, elegir puntos de medición donde haya menos vibraciones, utilizar componentes resistentes a las vibraciones y asegurar bien las conexiones de las líneas de señal. En caso de cortocircuitos, se deben utilizar resistencias de platino de alta calidad y larga duración, además de reducir las vibraciones. Para evitar problemas de transmisión de la señal, se debe cambiar por resistencias de platino de buena calidad y del tipo adecuado. También se puede utilizar un revestimiento más resistente al desgaste, cambiar el ángulo de instalación y colocar dispositivos de protección. Autor: Xu Fengquan, China Aluminum Corporation, filial de Zhongzhou