Glosario de términos para perfilado térmico

The AMS2750 standard was created to provide a consistent specification for temperature control throughout the aerospace supply chain. The standard covers pyrometric requirements for thermal processing equipment used for heat treatment. It covers temperature sensors, instrumentation, thermal processing equipment, system accuracy tests, and temperature uniformity surveys. These are necessary to ensure that parts or raw materials are heat treated in accordance with the applicable specifications.

Aislamiento es el proceso de evitar que el calor, el sonido o la electricidad se esparza. También es el material para conseguir eso.

Los materiales microporosos son productos aislantes muy eficientes. Estos productos cuentan con valores de conductividad térmica menores que los del aire en reposo. Este desempeño está basado en la capacidad del aislamiento microporoso de bloquear los tres modos de la transferencia de calor (p.ej. conducción, convección y radiación). 

Un alambre de termopar de menor grado y menor costo que se utiliza para conectar el alambre de grado de termopar al instrumento de medición.  Se utiliza en ambientes de menor temperatura donde el menor grado no afecta de manera adversa la precisión del sistema. 

Un término usado en la industria de perfilado térmico para describir un archivo conteniendo la información relativa al horno y el producto producido pero no los datos de temperatura.  Provee una plantilla para sobreponer en los datos y relaciona la posición en el proceso a temperatura medido.

Un producto diseñado para reducir el flujo de energía térmica a un mínimo; típicamente para proteger partes sensibles a la temperatura, de temperaturas extremas.  Las barreras térmicas usualmente incorporan una combinación de aislamiento y materiales de cambio de fase.

NiMh significa Níquel-Hidruro Metálico. A diferencia de otras celdas, las celdas de NiMH no utilizan metales pesados que pueden tener efectos tóxicos. Adicionalmente, pueden almacenar 50% más energía que las baterías de NiCad y no sufren de efectos de memoria.

Un tipo de celda primaria o no recargable con una densidad de energía muy alta.  Las celdas de litio tienen una muy baja tasa de auto descarga y tienen aplicaciones en dispositivos donde la vida de la batería se puede medir en años.  Algunas celdas de litio pueden ser utilizadas a altas temperaturas de manera que se usan a menudo para alimentar registradores de datos de temperatura. 

Un tipo de celda secundaria o recargable en la que los iones de litio se mueven del electrodo negativo al electrodo positivo durante la descarga y a la inversa cuando se cargan.  Cuentan con la capacidad limitada de trabajar a temperaturas y están limitadas a aplicaciones de menos de 55°C. Usado principalmente en equipos electrónicos portátiles tales como teléfonos y computadoras.

Se define como la tasa de tiempo de un flujo de calor estable a través de una unidad de área de un material o construcción, inducida por una unidad de diferencia de temperatura entre las superficies de un cuerpo. Normalmente se mide en unidades de W/mK.  Los productos aislantes tendrán valores muy bajos de conductividad térmica.

Es una metodología estándar para medir la estabilidad y capacidad del proceso en la industria manufacturera.  Mediciones del proceso o del producto son tomadas en el tiempo durante el proceso de manufactura y trazadas en una gráfica junto con los límites de control.  Esto provee de una indicación gráfica y numérica de la capacidad del proceso. 

Una representación gráfica de los límites aceptables dentro de los cuales debe caer el perfil de temperatura.

Un dispositivo que absorbe calor a la vez que se mantiene a una temperatura estable. Es típicamente un sistema sellado de sólido a líquido sobre materiales de cambio de fase. 

Típicamente el producto está estacionario por la duración del proceso, y se carga y descarga a través de la misma puerta. Varían en tamaño dependiendo del producto que está siendo procesado, desde uno de mesa hasta uno del tamaño de un cuarto.

Cualquier horno con un mecanismo para transferir el producto a través del horno. Los tipos más populares incluyen con banda de malla, hogar de rodillos, de hogar rotatorio y de viga caminante. Los hornos de soldadura por reflujo y de curado de pintura caen también en esta categoría. 

La humedad relativa (RH) es la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera comparado con la cantidad requerida para saturar la atmósfera a la misma temperatura; normalmente expresada como un porcentaje. 

Una TUS es una prueba que se lleva a cabo para determinar el rango de temperaturas presentes en diferentes ubicaciones dentro del horno bajo condiciones normales de operación. Esto involucra determinar las variaciones de temperatura investigando las temperaturas máximas y mínimas de operación y a una serie de temperaturas intermedias. La ubicación de los puntos de medición define la “zona de trabajo” del horno.  

El punto donde se unen los dos alambres del termopar.  Es típicamente una unión soldada libre de impurezas y de tamaño tal que sea muy pequeño para permitir que sea tomado un punto de temperatura. 

Como se usa en la industria de alimentos el término se refiere a los cálculos utilizados para determinar el número de veces que la población de un microorganismo objetivo ha sido reducida.  El cálculo F0 es utilizado comúnmente en los procesos de esterilización llevado a cabo a 121°C.

La masa térmica es la capacidad del material de absorber y almacenar energía de calor. Se requiere una gran cantidad de energía de calor para cambiar la temperatura de materiales de alta densidad como concreto, ladrillos y losetas. Por lo tanto se dice de éstos que tienen una alta masa térmica. Materiales ligeros tales como la madera, tienen una baja masa térmica.  

A temperaturas por encima de su temperatura de transición, un material de cambio de fase empieza a suavizarse y fluir. Este cambio de fase requiere energía y por consiguiente un PCM absorbe energía durante el cambio de fase con un incremento en su temperatura. 

El perfil de temperatura ideal para un proceso y un producto dados.  Este dependerá de los requerimientos metalúrgicos en la industria del tratamiento térmico de metales y el programa de curado suministrado por el fabricante del recubrimiento en la industria de recubrimientos. 

Un juego de datos de puntos de tiempo-temperatura típicamente asociados con la medición de temperatura en un horno u horno rotatorio.  Pueden tomarse perfiles de temperatura del producto siendo procesado o de las temperaturas ambiente en el proceso. 

El programa de curado es el tiempo y temperatura especificados para completar ya sea un enlace químico o una evaporación resultando en una vinculación más estrecha o un recubrimiento más fuerte. 

El SAT se lleva a cabo monitoreando y registrando datos a una temperatura estable y comparando las lecturas generadas por el sistema de control del horno con un sistema de referencia. El propósito de la prueba es detectar y cuantificar cualquier desviación en la precisión de la instrumentación del horno y determinar si las desviaciones están dentro de límites aceptables. 

El efecto Seebeck es un fenómeno donde una diferencia de temperatura entre dos conductores eléctricos disímiles o semiconductores produce una diferencia de voltaje. El voltaje medido está compuesto de dos partes, una generada en la unión de los conductores y la otra a lo largo de la parte del conductor donde exista un gradiente de temperatura. Este efecto es el método por el cual trabajan los termopares y cada tipo de termopar tendrá una diferente curva Seebeck de voltaje vs. temperatura.

Un termopar construido de materiales de bajo costo, típicamente cobre, níquel y hierro.  Ejemplos de termopares de metales básicos son tipo K, tipo N, tipo T, tipo J y tipo E. 

El tipo K es el termopar más comúnmente usado y está formado de un conductor de Alumel y el otro de Cromel.  Utilizado en temperaturas en el rango de 0°C a 1370°C.  Código de color IEC verde y ANSI Amarillo.

Un termopar creado de la unión de conductores Nicrosil y Nisil.  Fue desarrollado para abordar el problema de deriva o desviaciones de la precisión encontrada en termopares tipo K expuestos a altas temperaturas por largo tiempo.  Se utiliza frecuentemente en la industria aeroespacial cuando se llevan a cabo investigaciones de uniformidad de temperatura. Código de color IEC naranja y ANSI rosa.

Un termopar creado de la unión de conductores de cobre y constantano, es muy estable y repetible.  Se usa típicamente en temperaturas criogénicas y tiene un amplio uso en la industria de procesamiento de alimentos. Código de color IEC azul y ANSI azul.

Un termopar creado de la unión de hierro y constantano que se utiliza ampliamente y tiene un rango de temperatura menor que el tipo K pero con costos similares.  Se requiere de cuidados cuando es usado en ambientes oxidantes ya que el lado de hierro se corroerá. Código de color IEC blanco y ANSI negro.

Un termopar creado por la unión de níquel/cromo y constantano.  Es muy estable pero el rango superior de temperatura es menor que en los tipos K y N de modo que su uso no es tan extendido. Código de color IEC violeta y ANSI violeta

Un termopar construido de metales preciosos típicamente platino y rodio.  Existen tres tipos de uso común: Tipo B, Tipo R y Tipo S.

Un termopar creado de la unión de conductores de platino rodio al 30% y platino rodio al 6%. Este termopar ha sido desarrollado para utilizarse a temperaturas muy altas. Es muy estable y se utiliza protegido en un tubo cerámico.

Un termopar creado de la unión de conductores de platino y platino/rodio.  El contenido de rodio es del 13%.  Es muy estable y utilizado en temperaturas muy altas a menudo protegido en un tubo de cerámica, el alto nivel de rodio hace que este sea un termopar caro.

Un termopar creado de la unión de conductores de platino y platino/rodio.  El contenido de rodio es del 10%.  Es muy estable y utilizado en temperaturas muy altas a menudo protegido en un tubo de cerámica, marginalmente un costo menor que el tipo R.

Transferencia de calor debido al movimiento masivo de moléculas dentro de fluidos tales como gases y líquidos. Muchos procesos a bajas temperaturas usan aire forzado para incrementar la convección y de esta manera transferir el calor más rápidamente al producto.

El tratamiento térmico involucra el uso del calentamiento o del enfriamiento, normalmente a temperaturas extremas, para conseguir un resultado deseado, tal como el endurecimiento o el suavizado de un material. Las técnicas de tratamiento térmico incluyen el recocido, cementación, fortalecimiento por precipitación, templado, normalizado y enfriamiento rápido.

Define la velocidad a la que el producto o material está pasando a través de un horno transportador. Las unidades de medida varían dependiendo del proceso.

A thermocouple constructed from precious metals typically platinum and rhodium. There are three types in common use Type B type R and Type S.

At temperatures above its transition temperature, phase change material begins to soften and flow. This phase change requires energy and so a PCM absorbs the heat energy during the phase change with an increase in temperature.

A term use in the thermal profiling industry to describe a file containing information related to the oven or furnace and product produced but not the temperature data. It provides a template to superimpose on the data and relates position in the process to temperature measured.

A broad class of temperature measuring devices, originally designed to measure high temperature, but some are now used in any temperature range. Includes radiation pyrometers, thermocouples, resistance pyrometers, and thermistors.

The degree to which a single instrument gives the same reading on the same object over successive measures under the same ambient and target conditions. The ASTM standard E 1256 defines it as the sample standard deviation of twelve measurements of temperature at the center of the span of the instrument. Generally expressed as a temp difference, percent of full scale value, or both.

Relative humidity (RH) is a measure of the amount of water vapour present in the atmosphere compared to the amount required to saturate that atmosphere at the same temperature; normally expressed as a percentage.

See Temperature Resolution, Optical Resolution, or Spatial Resolution.

The time for an instrument output to change to 95% of its final value when subjected to an instantaneous change in target temperature corresponding to the maximum temperature the instrument can measure (per ASTM E 1256). The average time required for software computation within the processor is also included in this specification for Ircon products.

A recommended standard developed by EIA that is an improvement over RS-422 in that it allows an increase in the number of receivers and transmitters permitted on the line.

The Seebeck effect is a phenomenon in which a temperature difference between two dissimilar electrical conductors or semiconductors produces a voltage difference. The voltage measured is composed of two parts one generated at the junction of the conductors and the other along the part of the conductor where the temperature gradient exists. This effect is the method by which thermocouples work and each thermocouple type will have a different Seebeck voltage versus temperature curve.

Soldering is a process in which two or more items (usually metal) are joined together by melting and putting a filler metal (solder) into the joint, the filler metal having a lower melting point than the adjoining metal. Soldering and brazing are very similar.

Is a standard methodology for measuring process stability and capability in manufacturing industry. Process or product measurements are taken in time during the manufacturing process and plotted on a graph along with control limits. This provides graphical and numerical indication of the process capability.

The ambient temperature range an instrument can survive in a non-operating Range mode and perform within specifications when operated.

The SAT is performed by monitoring and recording data at a stable temperature and comparing the readings generated by the furnace control system and a reference system. The purpose of the test is to detect and quantify any deviation in furnace instrumentation accuracy and determine if the deviations are within acceptable limits.

The ideal temperature profile for a given process and product. This will depend on metallurgical requirements in the metals heat treatment industry and cure schedule provided by the coating manufacturer in the coatings industry.

A TUS is a test undertaken to determine the range of temperatures present at different locations in the furnace under normal operating conditions. This involves determining temperature variations by surveying at the maximum and minimum operating temperatures and at a series of intermediate temperatures. The location of the measurement points define the ‘working zone’ of the furnace.

A product designed to reduce thermal energy flow to a minimum; typically to protect temperature sensitive items from temperature extremes. Thermal barriers usually incorporate a combination of insulation and phase change materials.

Defined as the time rate of steady state heat flow through a unit area of a material or construction induced by a unit temperature difference between the body surfaces. Normally measured in units of W/mK. Insulating products will have very low values of thermal conductivity.

Thermal mass is the ability of a material to absorb and store heat energy. A lot of heat energy is required to change the temperature of high density materials like concrete, bricks and tiles. They are therefore said to have high thermal mass. Lightweight materials such as timber have low thermal mass.

A set of time-temperature data points typically associated with the measurement of temperature in an oven, furnace or kiln. Temperature profiles can be taken from the product being processed or the ambient temperature in the process.

A lower grade and lower cost thermocouple wire that is used to connect the thermocouple grade wire to eth the measuring instrument. It is used in lower temperature enviroments where lower grade will not adversely affect system accuracy.

Teflon® is a brand name and a registered trademark of DuPont.

The change in accuracy of an instrument with changes in ambient temperature from that at which the instrument was calibrated. Usually expressed as the percent change in accuracy (or additional error in degrees) per change in ambient temperature. For a rapid change in ambient conditions, refer to Thermal Shock.

The minimum simulated or actual change in target temperature that gives a usable change in output and/or indication.

See Temperature Coefficient.

An error due to a rapid change in the ambient temperature of an instrument. Expressed as a maximum error and the time required for performance to return to prescribed specifications.

A semiconductor material whose resistivity changes with temperature.

A number of similar thermocouples connected in series, arranged so that alternate junctions are at the reference temperature and at the measured temperature, to increase the output for a given temperature difference between reference and measuring junctions.

A thermocouple created from the junction of platinum-rhodium 30% and platinum-rhodium 6% conductors. This thermocouple has been developed for use at very high temperature. It is very stable and used protected in a ceramic tube.

A graphical representation of the acceptable limits within which the temperature profile must fall.

The condition of temperature and pressure under which the gaseous, liquid, and solid phases of a substance can exist in equilibrium. For water at atmospheric pressure, this is typically referred to as its freezing point.

A thermocouple created from the junction of nickel/chrome and constantan. It is very stable but upper temperature is lower than type K and N so use is not as widespread. IEC color coded violet and ANSI violet.

A thermocouple created from the junction of iron and constantan and widely used, it has a smaller temperature range than the Type K but similar costs. Care is needed when using in oxidizing environments as the iron wire will corrode. IEC color coded white and ANSI black.

Type K is the most commonly used thermocouple it is comprised of one conductor of Alumel and the other of Chromel.  Used over temperature range of 0C to 1370C.  IEC color coded green and ANSI Yellow

A thermocouple created from the junction of Nicrosil and Nisil conductors.  It was developed to tackle the problem of accuracy drift seen in type K thermocouples exposed to high temperatures for long duration. It is often used in aerospace industry when conducting temperature uniformity surveys. IEC color coded orange and ANSI pink

A thermocouple created from the junction of platinum and platinum/rhodium conductors. The rhodium content is 13%. It is very stable and used at very high temperatures often protected in a ceramic tube the high level of rhodium makes this an expensive thermocouple.

A thermocouple created from the junction of platinum and platinum/rhodium conductors. The rhodium content is 10%. It is very stable and used at very high temperatures often protected in a ceramic tube marginally lower cost than type R.

A thermocouple created from the junction of copper and constantan conductors, it is very stable and repeatable. Typically used at cryogenic temperatures it finds wide use in the food processing industry. IEC color coded blue and ANSI blue.

Confirmation of a design with regard to performance within all prescribed specifications.

A test where oscillatory or repetitive motion is induced in an object (as per MIL-STD-810 or IEC 68-2-6), which is specified as an acceleration in ±gs and power spectral density (PSD), after which the unit is tested for proper operation.