Termopares

TERMOPARES

INTRODUCCIÓN
Ampliamente usados como sensores de temperatura. Son económicos. Intercambiables. Tienen conectores estándar Capaces de medir un amplio rango de temperaturas. Limitación en la exactitud (errores del sistema inferiores a un grado centígrado son difíciles de obtener). El grupo de termopares conectados en serie recibe el nombre de termopila. Tanto los termopares como lastermopilas son muy usadas en aplicaciones de calefacción a gas.

FUNCIONAMIENTO
Efecto Seebeck:
Un termopar es un circuito formado por dos metales distintos que produce un voltaje que es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos denominado "punto caliente" y el otro denominado "punto frío".

Termopar del tipo K

FUNCIONAMIENTO
Uniones de termopares con soldadurade estaño gracias a la ley de los metales intermedios. No es posible conectar un voltímetro al termopar para medir este voltaje: La conexión a las guías del voltímetro hará una segunda unión no deseada. Compensación de unión fría (CUF).

FUNCIONAMIENTO
La temperatura de la unión fría: Generalmente detectada por un termistor de precisión; comparación; temperatura verdadera en el extremo deltermopar. Ocasionalmente en la CUF se usa un sensor de temperatura semiconductor. Cualquier error en la medición de la temperatura de la unión fría terminará en el error de la temperatura medida en el extremo del termopar.

LINEALIZACIÓN
Energía generada por un termopar es una función no lineal de la temperatura. Aproximar por un polinomio complejo (de 5º a 9º orden dependiendo del tipo determopar). Los métodos analógicos son usados en medidores de bajo costo.

TIPOS DE TERMOPARES

TIPOS DE TERMOPARES

TIPO K
Bajo costo y en una variedad de sondas. Calibración sin recubrimiento hasta 1100ºC. Con recubrimiento hasta 1260ºC. Termoelemento positivo: Ni90%, Cr10% Termoelemento negativo: Ni95%, Mn2%, Si1%, Al 2% F.E.M. producida: -6,458 mV/ºC a 48,838 mV/ºC Pueden tener falta dehomogeneidad de tipo mecánico. Existen cambios químicos asociados que se presentan durante su empleo (descalibración).

TIPO K
Descomposición Verde: oxidación preferentemente del cromo sobre el Níquel en el exterior del elemento positivo, el cual se convierte entonces en negativo. Esto reduce la sensibilidad. El ataque del azufre sobre el elemento negativo lo convierte en quebradizo. Tanto elefecto de fragilidad del azufre, como la descomposición verde se pueden reducir con el empleo de tubos limpios protectores libre de grasa. En los termopares compactados, debido al cemento de oxido mineral, los alambres funcionan en una atmósfera neutra incluso aunque la vaina del par compactado se exponga al hidrógeno o a otro tipo de atmósfera reductora.

TIPO K

Se recomienda en atmósferasoxidantes y a temperaturas de trabajo entre 500 y 150ºC. No debe ser utilizado en atmósferas reductoras ni sulfurosas a menos que este protegido con un tubo de protección (evitarse hidrógeno, monóxido de carbono u otros gases fuertemente reductores).

TIPO E
Ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico gracias a su sensibilidad. Termoelemento positivo: Ni90%, Cr10%Termolemento negativo: Cu55%, Ni45% F.E.M. producida: -9,835 mV/ºC a 76,373 mV/ºC (la mayor). Puede usarse en vacío o en atmósfera inerte o medianamente oxidante o reductora.

TIPO J
Es el mas popular y ampliamente empleado de todas las combinaciones de metal base debido a su bajo coste. Termoelemento positivo: Fe99,5% Termolemento negativo: Cu55%, Ni45% Rango limitado. Son ideales para usar en viejosequipos que no aceptan el uso de termopares más modernos. F.E.M. producida: -8,096 mV/ºC a 42,919 mV/ºC. Adecuado en atmósferas con escaso oxigeno libre. la oxidación de el hilo de hierro aumenta rápidamente por encima de 550ºC, siendo necesario un mayor diámetro del hilo hasta una temperatura limite de 750ºC.

TIPO T
Termoelemento positivo: Cu 100% Termoelemento negativo: Cu55%, Ni45%...