Los termopozos son accesorios cilíndricos que se utilizan para proteger los sensores de temperatura instalados en procesos industriales. Un termopozo consta de un tubo cerrado en un extremo y montado en la corriente del proceso. Un sensor de temperatura como un termómetro , termopar o detector de temperatura de resistenciase inserta en el extremo abierto del tubo, que generalmente está al aire libre fuera de la tubería o recipiente del proceso y cualquier aislamiento térmico. Termodinámicamente, el fluido de proceso transfiere calor a la pared del termopozo, que a su vez transfiere calor al sensor. Dado que hay más masa presente con un conjunto sensor-pozo que con una sonda directamente sumergida en el proceso, la respuesta del sensor a los cambios de temperatura del proceso se ralentiza con la adición del pozo. Si el sensor falla, se puede reemplazar fácilmente sin drenar el recipiente o la tubería. Dado que la masa del termopozo debe calentarse a la temperatura del proceso, y dado que las paredes del termopozo conducen el calor fuera del proceso, la precisión y la capacidad de respuesta del sensor se reducen mediante la adición de un termopozo. [1]
Tradicionalmente, la longitud del termopozo se ha basado en el grado de inserción en relación con el diámetro de la pared de la tubería. Esta tradición está fuera de lugar ya que puede exponer el termopozo al riesgo de vibración inducida por el flujo y falla por fatiga. Cuando se realizan cálculos de error de medición para la instalación, para tuberías aisladas o temperaturas de fluido cercanas a la ambiente, excluyendo los efectos de la radiación térmica, el error de conducción es menor al uno por ciento siempre que la punta esté expuesta al flujo, incluso en instalaciones montadas con bridas.
El tiempo de respuesta del sensor instalado depende en gran medida de la velocidad del fluido y es considerablemente mayor que el tiempo de respuesta del propio sensor. Este es el resultado de la masa térmica de la punta del termopozo y el coeficiente de transferencia de calor entre el termopozo y el fluido.
Los argumentos a favor de diseños más largos se basan en nociones tradicionales, pero rara vez se justifican. Los termopozos largos pueden usarse en servicios de baja velocidad o en casos donde la experiencia histórica justifica su uso. En tuberías modernas de alta resistencia y velocidades de fluido elevadas, cada instalación debe examinarse cuidadosamente, especialmente en los casos en los que intervienen resonancias acústicas en el proceso.
Se mecaniza un termopozo representativo a partir de una barra perforada para garantizar un ajuste adecuado del sensor (por ejemplo, un orificio de 0,260 pulgadas que coincide con un sensor de 0,250 pulgadas). Por lo general, un termopozo se monta en la corriente del proceso mediante una conexión de proceso roscada, soldada, con tapa sanitaria o bridada . El sensor de temperatura, como un termómetro , termopar o detector de temperatura de resistencia, se inserta en el extremo abierto del termopozo y, por lo general, se carga por resorte para garantizar que la punta exterior del sensor de temperatura esté en contacto de metal con metal con la punta interior del termopozo. Se desaconseja el uso de secciones soldadas para diseños largos debido a los riesgos de corrosión y fatiga.
El termopozo protege el instrumento de la presión, las fuerzas inducidas por el flujo y los efectos químicos del fluido del proceso. Normalmente, un termopozo está hecho de material en barra de metal. El extremo del termopozo puede ser de diámetro reducido (como es el caso de un termopozo cónico o de vástago escalonado) para mejorar la velocidad de respuesta.