Sensores de perfilado multipunto de RTD y termopar de Rosemount ...

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Diciembre 2011 Sensores AIS Rosemount
Sensores de perfilado multipunto de RTD
y termopar de Rosemount
(tipos TX, MTX, WX, MWX)
CARACTERÍSTICAS
• Control eficaz de un perfil de temperatura
para una amplia gama de aplicaciones,
incluida la detección de puntos calientes
en reactores
• Inserción de proceso única para hasta
60 puntos de medición independientes
• Diseño compacto de puntos de
medición independientes
• Costo reducido de puntos de
medición individuales
• Los elementos de detección se pueden
reemplazar de manera individual en el campo
• El transmisor, la carcasa, el sensor y el tubo
de protección se pueden pedir como un
conjunto completo
www.rosemount.com
Contenido
Sensores de perfilado multipunto de RTD y termopar de Rosemount . . . . . . . . . página 2
Generalidades del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 3
Especificaciones del tipo de multipunto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 3
Especificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 4
Generalidades del diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 5
Ejemplos de los modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 9
Aplicaciones típicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . página 11

Sensores AIS Rosemount
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Sensor de perfilado multipunto de RTD
y termopar de Rosemount
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Optimice el rendimiento de la planta y aumente la fiabilidad de sus mediciones con un
diseño probado en el sector industrial.
• Puede medir perfiles de reactores con un solo medidor
de temperatura en lugar de varios medidores.
• Diseño de sensor optimizado con más de seis diseños básicos
y muchas variaciones.
• Hasta 60 puntos de medición con un solo medidor.
• Diseños para un solo reemplazo del punto de medición.
Fácil implementación e instalación en aplicaciones existentes.
• Disponible en una amplia variedad de conexiones de proceso,
cajas de conexiones y diseños.
• Los diseños específicos permiten la instalación sin el uso de una
grúa o un tubo de protección.
Alcance una eficacia óptima con un transmisor de alta densidad de tecnología de avanzada.
• Reduzca aún más los costos de instalación e ingeniería con el uso de los transmisores de alta densidad
modelo 848T.
Descubra las ventajas de una solución completa de puntos con los equipos de medición
de temperatura de Rosemount
• Si se lo solicita, Emerson puede proporcionar una completa
solución para medir puntos de temperatura y ofrece un conjunto
de sensor y transmisor listos para instalar.
• Emerson dispone de una cartera completa de soluciones de
medición de temperatura de alta densidad y de punto único
que le permite medir y controlar con eficacia sus procesos con
los productos de Rosemount de su confianza.
Experimente consistencia a nivel mundial y obtenga soporte en ubicaciones locales
de los numerosos centros de termometría de Rosemount en todo el mundo
• Los consultores con experiencia en instrumentación
lo ayudan a elegir el producto adecuado para cualquier
aplicación de temperatura y lo asesoran sobre las
mejores prácticas de instalación.
• La amplia red mundial de personal de servicio y
soporte de Emerson está a su disposición para
ayudarle en el lugar y el momento en que lo necesite.

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Generalidades del producto
Sensores AIS Rosemount
Los sensores de perfilado multipunto de RTD y termopar de Rosemount pueden usarse en casi todas las
aplicaciones de perfil de temperatura. Los sensores modelos TX, MTX, WX y MWX están construidos con cable
duradero de mineral aislado (MI) o termopares aislados de cerámica y se pueden proporcionar con termopares
o con elementos de resistencia Pt100 (RTD). Emerson utiliza elementos RTD con una resistencia estable y de alta
linealidad al comparar relaciones de temperaturas. Están diseñados para cumplir con los parámetros de DIN EN
60751, que incorpora las Enmiendas 1 y 2. Los sensores de perfilado multipunto de termopar de Rosemount
cumplen con IEC60584. Rosemount brinda estructuras de modelo flexibles para cada diseño base del sensor
multipunto. Consulte con la fábrica y use la hoja de datos de configuración (CDS) entregada con los modelos
de sensores multipunto y Emerson entregará el sensor adecuado para la aplicación del proceso.
Tabla 1. RTD y termopares multipunto de Rosemount
Código
ESPECIFICACIÓN DEL TIPO DE MULTIPUNTO
Nombre del tipo
TX Termopar multipunto
WX RTD multipunto
MTX Termopar multipunto con tubo de protección
MWX RTD multipunto con tubo de protección
Conexión a proceso
D Para soldar
E Sin conexión a proceso
F Brida
G Rosca
S Especial
Tubo de protección
O Sin tubo de protección
Y Tubo de protección de metal
Extremo del cable de conexión
I Carcasa
K Conexión de cable (para los tipos WX y MWX)
L Cable de compensación o cable de termopar (para los tipos TX y MTX)
R Conductores sueltos
S Con tapón
Opción adicional
Los códigos adicionales de la opción se definen mediante cotizaciones. Consulte con la fábrica y use la hoja de datos de configuración
Tipo de multipunto típico: MTX-FYI
NOTA:
Es posible establecer diferentes combinaciones. Consulte con la fábrica y use la hoja de datos de configuración
entregada con los modelos de sensores de perfilado multipunto de temperatura y Emerson entregará un modelo
de sensor adecuado para las aplicaciones del proceso.
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Sensores AIS Rosemount
Mediante las tablas que se muestran a continuación,
se ofrece una referencia rápida de los aspectos
físicos y de rendimiento de los diseños del sensor
de perfilado multipunto de RTD y termopar tipos TX,
MTX, WX, MWX de Rosemount.
Tabla 2. Especificaciones funcionales
TX, MTX WX, MWX
Tipo de elemento
de medición
Número de puntos
de medición
Límites de
temperatura
Tiempo de
respuesta
4
Termopar E, J, N,
K, T
2 como mínimo,
60 como máximo,
según el diseño
Especificaciones
RTD Pt100
2 como mínimo,
20 como máximo,
según el diseño
-40 a 1200 °C -200 a 600 °C
Rápido o moderado,
basado en el diseño
del sensor y el
termopar
Moderado
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Tabla 3. Especificaciones físicas
TX, MTX WX, MWX
Diámetro interno
requerido del termopar
del proceso existente
≥ 3,5 mm ≥ 6 mm
Longitud de
inserción
máxima
Con tubo de
protección
Sin tubo de
protección
16 m
40 m
Longitud de
Según el diseño. Según el diseño.
inserción mínima
Mín. 20 mm Mín. 30 mm
Material de la funda Acero inoxidable, acero de alta
para cable de MI
aleación
Material de la funda Según el diseño y las condiciones
para el termopar
del proceso
Tabla 4. Especificaciones de funcionamiento
TX, MTX WX, MWX
Precisión Límites de errores producidos por el intercambio según IEC 584 para el termopar Según IEC 751
Clase 1
Tipo E
± 1,5 °C
± 0,004 x t [°C]
-40 a 375 °C
375 a 800°C
Clase A±(0,15°C + 0,0020*|t|)
La clase A es válida solo en un
rango de temperatura de -50°C
a 450°C
Tipo J
± 1,5 °C
± 0,004 x t [°C]
-40 a 375 °C
375 a 800°C
Clase B ±(0,30°C + 0,0050*|t|)
“t” es la temperatura en °C
Tipo K
± 1,5 °C
± 0,004 x t [°C]
-40 a 375 °C
375 a 1000°C
Tipo N
± 1,5 °C
± 0,004 x t [°C]
-40 a 375 °C
375 a 1000°C
Tipo T
Clase 2
± 0,5 °C
± 0,005 x t [°C]
-40 a 125 °C
125 a 350°C
Tipo E
± 2,5 °C
± 0,0075 x t [°C]
-40 a 333°C
333 a 900°C
Tipo J
± 2,5 °C
± 0,0075 x t [°C]
-40 a 333°C
333 a 700°C
Tipo K
± 2,5 °C
± 0,0075 x t [°C]
-40 a 333°C
333 a 1200°C
Tipo N
± 2,5 °C
± 0,0075 x t [°C]
-40 a 333°C
333 a 1200°C
Tipo T
± 1 °C
± 0,0075 x t [°C]
-40 a 133°C
133 a 350°C
Límites de temperatura
ambiente
-51 a 80°C
Índice IP65 mínimo
Resistencia de
Mayor que 1000 ohmios a temperatura ambiente, la prueba de voltaje es:
aislamiento para TC no
válida para elementos
conectados a tierra
100 Vcc para el diámetro
del termopar ≤ 2 mm
500 Vcc para el diámetro
del termopar > 2 mm
Mayor que 1000 ohmios a
temperatura ambiente, la
prueba de voltaje es 500 Vcc
Carcasa La carcasa depende del diseño del sensor, el número de puntos de medición, la presencia de transmisores
y su tipo.

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Diseño compacto
El diseño del sensor multipunto compacto está disponible solo con
los tipos TX y MTX, termopares conectados a tierra o no conectados
a tierra, y está disponible en los diámetros de 2,5 mm (0,1 pulg.) a
40 mm (1,6 pulg.). Se pueden controlar hasta 60 puntos de medición
con este diseño mediante termopares de diámetro pequeño en una
funda única. El gran número de puntos de medición permite el
control de los perfiles de temperatura con una resolución local
excelente. Esto hace que sea la solución perfecta para la detección
de puntos calientes en reactores altos y columnas de destilación.
El diseño compacto está disponible en dos opciones de protección,
incluido en grupo o tubo de inserción. Los tubos de inserción
colocan a los elementos de detección en su lugar y le dan
estabilidad mecánica al sensor, pero solo brindan protección
limitada en el proceso.
Tabla 5. Diámetros exteriores del tubo
de inserción disponibles
Diámetro
Puntos de medición
máximos
mm pulg.
3,5 0,14 25
4,5 0,18 30
5,0 0,20 40
6,0 0,24 60
8,0 0,32 60
Figura 1. Diseño compacto
Generalidades del diseño
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Diseño del tubo de guía
El diseño del multipunto con tubo de guía está disponible con los
tipos TX y MTX, termopares conectados a tierra o no conectados
a tierra, y pueden usarse para tuberías de 1 pulg. o mayores.
Entre 2 y 8 sensores de termopares, conectados a tierra o no,
de mineral aislado se pueden insertar en tuberías de guía
individuales enviados al punto de medición específico. Una curva
mínima en la punta del elemento de medición garantiza el
contacto con la superficie del tubo de protección y proporciona
una respuesta óptima de temperatura. Debido a la construcción
de este diseño, se necesita un diámetro mínimo del tubo de
protección interno de una pulgada y la longitud de inmersión
máxima se limita a 10 m (32,8 pies) aunque no se requiera un
tubo de protección. No se pueden usar elementos RTD en este
diseño debido a las limitaciones físicas para flexionar la funda.
Emerson Process Management ofrece este diseño con dos
métodos diferentes para montar los elementos dentro de la
carcasa: sellado o no sellado. Para garantizar un tiempo de
respuesta rápido y un buen contacto térmico, se encuentran
disponibles dos diseños de acoplamientos cargados por resortes,
pero estos acoplamientos cargados por resorte no ofrecen un
sello del entorno. Si bien los acoplamientos de compresión
ofrecen un sello del entorno, esto se produce debido a un buen
contacto térmico. El tamaño del tubo de protección restringe el
número de puntos de medición ya que este diseño no es flexible,
y el montaje y la fijación de los tubos de guía necesitan espacio.
Esto hace que el sensor sea una solución perfecta para todas
las aplicaciones de perfilado donde se acepta la resolución local
mínima y se necesita una alta disponibilidad de proceso.
Figura 2. Diseño del tubo de guía
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Sensores AIS Rosemount
Diseño de muelles radiales
El diseño del multipunto de muelles radiales está disponible
para los cuatro tipos de multipunto TX, MTX, WX y MWX para
los diámetros de 26 mm y superiores. Este diseño utiliza entre
2 y 20 termopares conectados a tierra o sin conectar a tierra
de mineral aislado achatado o elementos RTD presionados
contra la pared interna del tubo de protección mediante muelles
radiales para proporcionar un mejor contacto térmico con el
proceso y para garantizar el mejor tiempo de respuesta posible.
El diseño de la abrazadera cargada por resorte con cuchilla en
ángulo y cabeza corrediza compensa el grosor de la pared del
tubo y se desliza por los obstáculos en el tubo para un
ensamble fácil. La cabeza de la abrazadera cargada por resorte
está disponible en dos versiones. En el diseño que se muestra
en la Figura 3, se observa una bola hacia el final del muelle
radial y se usa si el espacio está limitado a diámetros
protectores internos menores que 30 mm (1,18 pulg.). El diseño
está limitado a una longitud máxima de 3 m (9,8 pies). El diseño
que se muestra en la Figura 3 usa una placa de metal
semicircular y es ideal para las aplicaciones donde hay
suficiente espacio disponible. En ninguno de los diseños del
multipunto de muelles radiales es posible reemplazar los
termopares individuales, aunque el conjunto entero de sensor
se puede reemplazar como una sola unidad. Este diseño de
sensor se puede entregar con una longitud máxima de 30 m
(98,4 pies) en forma de bobina si no se requiere un tubo de
protección. La longitud máxima está limitada a 10 m (32,8 pies)
si se requiere un tubo de protección que no permita bobinar el
sensor para su envío.
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Figura 3. Diseño de muelles radiales
Diseño de muelles laminados
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El diseño del multipunto de muelles laminados está disponible
para los cuatro tipos de multipunto TX, MTX, WX y MWX a un
máximo de 10 puntos de medición y está disponible en
diámetros de 40 mm (1,58 pulg.) o superiores. El muelle
laminado presiona el termopar en contra de la pared interna del
tubo de protección para proporcionar un buen contacto térmico
entre el termopar y el tubo de protección, lo que permite un
tiempo de respuesta rápido. La ventaja de este diseño es que
el marco de soporte es tan flexible como una varilla de aceite
y puede seguir el contorno del tubo de protección incluso si
la brida de montaje se encuentra en un ángulo del tubo de
protección y el diseño también puede usarse en aplicaciones
con una envoltura refractaria alta. Los termopares individuales
no se pueden reemplazar en este diseño pero el conjunto
entero de sensor puede reemplazarse como una sola unidad.
Este diseño de sensor se puede entregar con una longitud
máxima de 30 m (98,4 pies) en forma de bobina si no se
requiere un tubo de protección. La longitud máxima está
limitada a 10 m (32,8 pies) si se requiere un tubo de protección
que no permita bobinar el sensor para su envío.
Figura 4. Diseño de muelles laminados

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Diseño del espaciador
El diseño multipunto del espaciador está disponible para los
cuatro tipos de multipunto TX, MTX, WX y MWX y está disponible
en diámetros de 18 mm (0,7 pulg.) o superiores lo que lo hace la
solución perfecta para los diámetros donde los diseños de los
muelles radiales y laminados no pueden usarse. El diseño usa
discos espaciadores para guiar y sostener la punta de hasta
10 puntos de medición que miden elementos en su posición.
Los elementos individuales están conectados permanentemente
al disco espaciador y no son reemplazables. El diseño del disco
espaciador se usa principalmente en aplicaciones donde
el tiempo de respuesta no es crítico o donde el tamaño del tubo
de protección impide el uso de un diseño diferente.
Figura 5. Diseño del espaciador
Diseño que se puede doblar libremente
El diseño del multipunto que se puede doblar libremente está
disponible en los cuatro tipos de multipunto TX, MTX, WX y MWX.
El diseño usa varios termopares con cables MI o sensores RTD
que se insertan directamente al proceso o varios sensores
multipunto de diseño compacto dentro de un tubo de protección
recocido. Los cables MI individuales permiten tres mediciones de
temperatura dimensionales a altas temperaturas con una sola
penetración del proceso al pasar los elementos individuales a
cualquier posición requerida dentro del reactor o recipiente. Una
vez que los cables MI pasan a través de la penetración al proceso,
los sensores se pueden posicionar a la posición tridimensional
deseada con solo doblar el cable MI. Esto elimina la necesidad
de tener varios sensores multipunto horizontales o verticales en
tramo recto instalados para lograr el mismo efecto. La desventaja
de este diseño son los valores de presión limitados.
Sensores AIS Rosemount
Otros diseños
Emerson ofrece otros diseños para los cuatro tipos de multipunto
TX, MTX, WX y MWX que están diseñados específicamente
para las aplicaciones de los clientes. Comuníquese con su
representante de Emerson para obtener más información.
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Sensores AIS Rosemount
Carcasas con transmisores
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En los dibujos que se muestran en la Figura 6, se observan ejemplos de las cajas de conexiones con diferentes
tapones y tipos de transmisor. El tamaño de la conexión está influenciado por el número y el tipo de transmisor
o regletas de terminales necesarios.
Tubo de protección
Conexión
Han Plug
o
Figura 6. Carcasas
Conexiones de
prensaestopas
Conexiones de prensaestopas o conexión HAN Plug
Los tubos de protección son necesarios para la mayoría de los diseños de multipunto y funcionan como barreras
entre el elemento de medición y el proceso. El tamaño óptimo depende del diseño del multipunto y el número de
puntos de medición así como de las condiciones del proceso. La elección del material y del grosor de la pared
es de suma importancia y se deben elegir en función de la presión, la temperatura y el proceso. La elección
inadecuada del material y los tamaños puede conducir a una vida útil reducida del sensor y fallas tempranas.
Los tubos de protección ya pueden estar instalados o entregados por Emerson según las especificaciones
de la aplicación.

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EJEMPLOS DE LOS MODELOS
Diseño del multipunto de muelles radiales WX-FYI
Diseño del multipunto compacto TX-SYI
Sensores AIS Rosemount
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Diseño del multipunto de muelles laminados MWX-FOI
Diseño del multipunto de espaciador MTX-GOI
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APLICACIONES TÍPICAS
Reactores
Los sensores de perfilado multipunto de temperatura
mejoran el monitoreo y el control del proceso de
reacción dentro de los reactores químicos. Un
ejemplo fundamental de cómo se usan los sensores
de perfilado multipunto de temperatura se observa
en la producción de ácido orgánico. Muchos ácidos
orgánicos se producen a través de un proceso de
oxidación exotérmico. Esta reacción química se
produce en varios tubos con catalizadores. Los
componentes de reacción fluyen en los tubos,
forman reacciones debido a los catalizadores y,
luego, fluyen hacia afuera como un ácido. Estos
tubos se enfrían al colocar un refrigerante alrededor
de los tubos. Un parámetro de proceso fundamental
es el control de la temperatura de funcionamiento.
Un sensor de perfilado multipunto de temperatura
puede medir el perfil de temperatura dentro de un
tubo de reacción. A través del monitoreo del perfil
de temperatura, se puede controlar el flujo de los
componentes de reacción y el refrigerante para
maximizar el rendimiento del proceso y la eficacia
de la reacción. Se requiere una resolución local alta
del perfil de temperatura para garantizar que el punto
caliente (temperatura máxima medida) no alcance
la temperatura de proceso máxima permitida.
Temperatura multipunto
Sensor de perfilado
con transmisores
Puntos de medición
Figura 7. Reactor
Inicio del proceso
Salida del proceso
Tubo
catalizador
Entrada del
fluido de
enfriamiento
Salida del
fluido de
enfriamiento
Sensores AIS Rosemount
Columnas de destilación/fraccionarios
En los procesos de destilación del petróleo crudo, el
petróleo crudo se calienta y se envía a una columna
de destilación o fraccionarios, donde se observa un
gradiente de temperatura significativo: temperaturas
altas en la parte inferior y temperaturas más bajas en
la parte superior). Dentro de la columna, el petróleo
crudo se separa en componentes o fracciones de
acuerdo al peso y el punto de ebullición. A medida
que estos vapores componentes ascienden, se
condensan en forma de líquido. Estos componentes
condensados se capturan mediante bandejas
o “plataformas” montadas estratégicamente,
colocadas a una altura donde la temperatura de
la columna iguala el punto de condensación del
componente específico. El lugar de las bandejas
o puntos de corte es donde se extraen los productos
desde la columna. Los sensores de perfilado
multipunto de temperatura se pueden usar para
monitorear la temperatura en estos puntos de corte
y, por lo tanto, controlar el perfil de temperatura de
la columna de destilación.
Figura 8. Columna de destilación/fraccionario
Temperatura multipunto
Sensor de perfilado
con transmisores
Puntos de medición
Crudo
Gas butano y más liviano
Residuo del
recorrido recto
Recorrido recto
Gasolina
Nafta
Kerosén
Gasoil liviano
Gasoil pesado
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Sensores AIS Rosemount
Los términos y condiciones estándares de venta se pueden encontrar en www.rosemount.com/terms_of_sale
El logotipo Emerson es marca registrada de servicio de Emerson Electric Co.
Rosemount y el logotipo de Rosemount son marcas comerciales registradas de Rosemount Inc.
PlantWeb es una marca registrada de una de las compañías de Emerson Process Management.
HART es una marca registrada de HART Communication Foundation
FOUNDATION es una marca comercial de Fieldbus Foundation.
Todas las demás marcas son propiedad de sus respectivos dueños.
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