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INTRODUCCIÓN


En metalurgia una de las variables más importantes de trabajo es la temperatura, un ejemplo es el caso de los tratamientos térmicos, que consiste en elevar la temperatura de un material para luego enfriarlo de una manera específica con el fin de mejorar sus propiedades mecánicas. Las temperaturas que se pueden alcanzar son altas por lo tanto es necesario el uso de diversosinstrumentos de medición de temperatura que pueden ser: termómetros por expansión metálica, termómetros por expansión líquida, termómetros por presión de gas o de vapor, termómetro de resistencia, pirómetro de radiación, pirómetro óptico y pirómetro termoeléctrico o termocupla.

Este último es el tema de este informe, debido a que es el instrumento mas usado en trabajos de metalurgia porsu fácil fabricación y sencillo uso. Se analizara su funcionamiento, los principios en los que se basa, su fabricación y calibración.

Más específicamente se tratara la parte del termopar que es componente fundamental del pirómetro termoeléctrico.

A continuación se muestra el desarrollo del laboratorio.















OBJETIVOS

Aprender el uso y confección de unatermocupla tipo K
• Comparar los datos obtenidos con la termocupla
• Realizar una termocupla funcional
ANTECEDENTES TEORICOS

Las termocuplas son utilizadas para medir las diferencias de potencial y posteriormente con ayuda de tablas convertir los datos obtenidos en temperaturas (del medio puesto a prueba). Para poder entender mejor como funciona una termocupla sencilla (Fig. 1.1), esnecesario saber de que esta compuesta:

1. El termopar, compuesto de dos metales o aleaciones diferentes
2. El bloque de empalmes, situado cerca y fuera del horno
3. Los cables de extensión
4. El instrumento indicador o registro

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Fig.1.1.-Muestra de que manera esta compuesta una termocupla sencilla.

Es necesario además conocer los principios utilizados:
• EfectoPeltier: Si dos alambres metálicos diferentes se ponen en contacto eléctrico, habrá una fem[1] a través de la punta de contacto. La magnitud de la fem desarrollada se determina por la composición química de los alambres y la temperatura de la punta de unión.
• Efecto Thomson: Si hay una diferencia de temperatura entre los extremos de un alambre homogéneo único, existirá una fem entre losextremos de dicho alambre. La magnitud de la fem desarrollada quedará determinada por la composición, la uniformidad química del alambre y la diferencia de temperatura.
Por tanto, la fem total en un pirómetro termoeléctrico, algunas veces llamada efecto Seebeck, es la suma algebraica de cuatro fem: dos fem de Peltier en las uniones caliente y fría y dos fem Thomson a lo largo de cada alambre.
Sonutilizados distintos tipos de termocuplas estas se diferencian por los alambres metálicos utilizados, también se pueden diferenciar con sus distintos usos ya que al utilizar algunas combinaciones de metales estos tienen mejores desempeños (pueden abarcar un rango mayor de temperatura y/o funcionar mejor en distintas atmósferas como oxidante, etc.) entre los metales utilizados estarían el Fe, Cu,Cr, Pd, Rh.
El termopar a considerar es el Cromel-Alumel: El cromel (90% de níquel, 10% de cromo) en oposición al alumel (94% de níquel, 3% de manganeso, 2% de aluminio y 1% de silicio) es una de las combinaciones industriales más ampliamente utilizadas; tiene una curva de calibración bastante lineal y buena resistencia a la oxidación; además, es más útil en el intervalo de 1200 a 2200°F.Otro método utilizado para medir temperaturas es utilizar un termómetro el cual otorga una medición directa, existen distintos tipos de termómetros como el de mercurio o el eléctrico.
DESARROLLO EXPERIMENTAL

Para la fabricación de un pirómetro termoeléctrico o termocupla se requieren 2 alambres de diferentes, de Cromel y Alumel. Estos son introducidos en una vainilla de cerámica (alumina), la...