Tipos de termocuplas
Páginas: 5 (1222 palabras)
Publicado: 20 de agosto de 2012
TIPOS DE TERMOCUPLAS
Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, es decir, este tipo de sensor se fundamenta en la generación de una fuerza electromotriz producidapor la unión de dos metales conductores distintos que están sometidos a temperatura, siendo el valor de la fuerza electromotriz, proporcional a ésta. Dependiendo del material de los conductores, podemos encontrar los siguientes diferentes tipos rangos de trabajo.
El principio de medición de temperatura utilizando termocuplas se basa en tres principios físicos, que son:
1. Efecto Seebeck: alunir dos cables de materiales diferentes formando un circuito, se presenta una corriente eléctrica cuando las junturas se encuentran a diferente temperatura.
2. Efecto Peltier: consiste en que cuando una corriente eléctrica fluye a través de una juntura de dos metales diferentes, se libera o absorbe calor. Cuando la corriente eléctrica fluye en la misma dirección que la corriente Seebeck, elcalor es absorbido en la juntura caliente y liberado en la juntura fría.
3. Efecto Thomson: un gradiente de temperatura en un conductor metálico está acompañado por un gradiente de voltaje, cuya magnitud y dirección depende del metal que se esté utilizando.
Normalmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (Vaina), enun extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegidos adentro de una caja redonda de aluminio (cabezal). La forma más corriente de realización de las uniones de medición es mediante alambres de las composiciones correspondientes aislados entre sí en todo otro punto que no sea la junta de medición. Los metales más habituales para la confección de termocuplas sonlos detallados a continuación:
* Hierro (Fe) y constantán (Cu- Ni)
* Cromel (Cr-Ni) y alumel (Al-Ni)
* Platino (Pt) y Platino-Rhodio (Pt-Rh)
En la tabla 1, se muestran las termocuplas estándar de acuerdo al Instrument Society of America (ISA).
Tabla1. Tipos de termocuplas y su composición
1. TERMOCUPLAS TIPO J
Es Esta compuesta de un brazo positivo que es hierro y de unonegativo que el aproximadamente 45% Niquel y 55% Cobre (Constantán). Es la segunda más utilizada.
Resulta satisfactoria para uso continuo en atmosferas Oxidantes. La ventaja más notoria es su bajo costo. Cuando es protegida por un aislante mineral compacto y una envoltura exterior adecuada, se usa de desde 0°C hasta 815°C
2. TERMOCUPLAS TIPO K
Se le conoce como también como latermocupla Cromel-Alumel, el lado positivo está compuesto por 90% Níquel y 10% Cromo y la parte negativa es aproximadamente 95% Níquel, 2 % aluminio, 2%manganeso y 15% de silicio. Debido a su confiabilidad y efectividad, se usa extensivamente a temperaturas por encima de 1260°C.
Las termocuplas tipo K pueden utilizarse en forma continua en atmosferas oxidantes e inertes y constituyen el tipo máseficaz para uso en atmósferas reductoras o sulforosas.
3. TERMOCUPLA TIPO E
La termocupla Tipo E, o Chromel-constantán, posee la mayor ganancia de las termocuplas estándar, no son magnéticas y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico.
Posee la mayor FEM de salida de todas las termocuplas estándar por lo cual resultanparticularmente adecuadas para uso en atmósferas húmedas a temperaturas bajo cer; presentan resistencia a la corrosión.
4. TERMOCUPLA TIPO T
Conocidas como Cobre Constantan, se utiliza para mediciones entre -200 y 260 °C. Resisten atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. Eeste rango se puede extender hasta 370ºC pero comienza a suceder la oxidación del cobre. Resulta...
Las termocuplas son el sensor de temperatura más común utilizado industrialmente. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generalmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, es decir, este tipo de sensor se fundamenta en la generación de una fuerza electromotriz producidapor la unión de dos metales conductores distintos que están sometidos a temperatura, siendo el valor de la fuerza electromotriz, proporcional a ésta. Dependiendo del material de los conductores, podemos encontrar los siguientes diferentes tipos rangos de trabajo.
El principio de medición de temperatura utilizando termocuplas se basa en tres principios físicos, que son:
1. Efecto Seebeck: alunir dos cables de materiales diferentes formando un circuito, se presenta una corriente eléctrica cuando las junturas se encuentran a diferente temperatura.
2. Efecto Peltier: consiste en que cuando una corriente eléctrica fluye a través de una juntura de dos metales diferentes, se libera o absorbe calor. Cuando la corriente eléctrica fluye en la misma dirección que la corriente Seebeck, elcalor es absorbido en la juntura caliente y liberado en la juntura fría.
3. Efecto Thomson: un gradiente de temperatura en un conductor metálico está acompañado por un gradiente de voltaje, cuya magnitud y dirección depende del metal que se esté utilizando.
Normalmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (Vaina), enun extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegidos adentro de una caja redonda de aluminio (cabezal). La forma más corriente de realización de las uniones de medición es mediante alambres de las composiciones correspondientes aislados entre sí en todo otro punto que no sea la junta de medición. Los metales más habituales para la confección de termocuplas sonlos detallados a continuación:
* Hierro (Fe) y constantán (Cu- Ni)
* Cromel (Cr-Ni) y alumel (Al-Ni)
* Platino (Pt) y Platino-Rhodio (Pt-Rh)
En la tabla 1, se muestran las termocuplas estándar de acuerdo al Instrument Society of America (ISA).
Tabla1. Tipos de termocuplas y su composición
1. TERMOCUPLAS TIPO J
Es Esta compuesta de un brazo positivo que es hierro y de unonegativo que el aproximadamente 45% Niquel y 55% Cobre (Constantán). Es la segunda más utilizada.
Resulta satisfactoria para uso continuo en atmosferas Oxidantes. La ventaja más notoria es su bajo costo. Cuando es protegida por un aislante mineral compacto y una envoltura exterior adecuada, se usa de desde 0°C hasta 815°C
2. TERMOCUPLAS TIPO K
Se le conoce como también como latermocupla Cromel-Alumel, el lado positivo está compuesto por 90% Níquel y 10% Cromo y la parte negativa es aproximadamente 95% Níquel, 2 % aluminio, 2%manganeso y 15% de silicio. Debido a su confiabilidad y efectividad, se usa extensivamente a temperaturas por encima de 1260°C.
Las termocuplas tipo K pueden utilizarse en forma continua en atmosferas oxidantes e inertes y constituyen el tipo máseficaz para uso en atmósferas reductoras o sulforosas.
3. TERMOCUPLA TIPO E
La termocupla Tipo E, o Chromel-constantán, posee la mayor ganancia de las termocuplas estándar, no son magnéticas y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico.
Posee la mayor FEM de salida de todas las termocuplas estándar por lo cual resultanparticularmente adecuadas para uso en atmósferas húmedas a temperaturas bajo cer; presentan resistencia a la corrosión.
4. TERMOCUPLA TIPO T
Conocidas como Cobre Constantan, se utiliza para mediciones entre -200 y 260 °C. Resisten atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. Eeste rango se puede extender hasta 370ºC pero comienza a suceder la oxidación del cobre. Resulta...
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