En termómetros de banda bimetálica, las diferentes tasas de expansión de los metales cuando se calientan se utilizan para medir la temperatura.
Principio de funcionamiento
Las temperaturas se pueden asegurar según el principio de diferentes dilataciones térmicas de sólidos. Para ello, se unen firmemente dos tiras de metal (por ejemplo, acero y latón) con diferentes grados de expansión térmica. Cuando se calienta, la tira de metal se deforma debido a los diferentes grados de expansión. La deformación es una medida de la temperatura y se puede leer en una escala calibrada.
En termómetros de banda bimetálica, las diferentes tasas de expansión de los metales cuando se calientan se utilizan para medir la temperatura.
Debido a sus materiales metálicos, los termómetros bimetálicos se pueden usar a temperaturas de menos de -100 °C a más de 500 °C.
Las tiras bimetálicas se producen enrollando las diferentes láminas de metal una encima de la otra y luego calentándolas para que los metales se adhieran a la unión mediante procesos de difusión (soldadura en frío).
Nota: Debido a la conductividad eléctrica de la banda bimetálica, también se utiliza con frecuencia como componente de seguridad para el apagado automático. Por ejemplo, en las calderas se pueden encontrar tiras bimetálicas, que apagan la caldera automáticamente abriendo el circuito eléctrico cuando la temperatura es demasiado alta (o cuando se alcanza el punto de ebullición).
Tipos de termómetro bimetálico
Cuanto más largo sea el bimetálico, mayor será la curva y, por lo tanto, la sensibilidad para la medición de temperatura. Por esta razón, una tira bimetálica larga a menudo se envuelve en una bobina. Dependiendo de si la bobina bimetálica está torcida como una espiral o un tornillo, se pueden distinguir dos tipos diferentes.
Termómetro bimetálico de tipo espiral
El diseño más simple de un termómetro bimetálico es envolver la tira bimetálica en una espiral. El extremo interno de la espiral está firmemente conectado a la carcasa. Un puntero está unido al extremo exterior de la espiral. La temperatura medida se puede leer a partir de una escala calibrada.
Un diseño de este tipo que utiliza una espiral bimetálica no solo ahorra mucho espacio, sino que también es rentable. Sin embargo, la desventaja es que el dial y el sensor de temperatura no están separados entre sí. Por lo tanto, todo el termómetro bimetálico debe colocarse directamente en el medio cuya temperatura se va a medir. Estos termómetros se utilizan, por ejemplo, en refrigeradores o congeladores o para determinar la temperatura ambiente.
Termómetro bimetálico de tipo helicoidal
En muchos casos es necesario separar espacialmente el indicador (puntero) del sensor (bobina bimetálica). Por ejemplo, si se va a medir la temperatura del agua en una tubería de calefacción, como es habitual en los sistemas de calefacción. El sensor de temperatura debe estar ubicado dentro de la tubería, mientras que la pantalla para la temperatura debe estar fuera de la tubería. O en la industria alimentaria, también es necesario separar la pantalla del sensor si, por ejemplo, se tiene que medir la temperatura en el interior de los alimentos («termómetro perforante»).
En estos casos, los termómetros bimetálicos están equipados con una tira bimetálica envuelta en una bobina helicoidal. El bimetálico helicoidal está firmemente conectado en un extremo al interior de un tubo de medición (el bimetálico está unido a un pasador cilíndrico, que se presiona firmemente en el vástago). Una varilla metálica giratoria se guía a través de esta bobina helicoidal, que está conectada a ella en el extremo suelto. Un puntero está unido al extremo superior de la varilla de metal. Si el tubo de medición se calienta ahora, el bimetálico helicoidal se enrolla y gira la varilla metálica. En una escala calibrada se puede leer la temperatura correspondiente.
Estos termómetros bimetálicos también se pueden equipar con contactos de interruptor que cierran un circuito eléctrico cuando se excede o se dispara una cierta temperatura; se activa una señal eléctrica en consecuencia. De este modo, los contactos de interruptor pueden realizar tareas de control, por ejemplo, como termostato para sistemas de calefacción por suelo radiante, que apaga la bomba de calefacción por razones de seguridad cuando las temperaturas son demasiado altas y la vuelve a encender cuando la temperatura cae por debajo de un cierto nivel.
