¿Qué es un termopar?
¿Qué es un sensor de termopar?
Un termopar es un sensor para medir la temperatura que se compone de dos diferentes materiales metálicos unidos en un extremo y separados en el otro.
Los extremos que están separados son considerados como la salida, y que generan voltage (tensión) que es proporcional al calor que va a ser medido o monitoreado. Es decir, mientras más alta es la temperatura, mayor es el voltage (tensión).
El hecho de que dos metales generan tensión se conoce como el efecto
Seebeck, descubierto por Thomas Johann Seebeck (1770-1831) físico y
médico alemán que descubre en 1821-22 la termoelectricidad y la pila
termoeléctrica, el efecto Seebeck consiste en el paso de la corriente a
través de un circuito formado por dos metales distintos cuyas uniones
se mantienen a temperaturas distintas.
¿Qué tipos de termopares están comúnmente disponibles?
Los Termopares vienen en parejas diferentes de materiales metálicos o aleaciones que permiten una muy amplia gama de aplicaciones. Las diferentes composiciones de los materiales
utilizados en los termopares se encuentran estandarizados y
clasificados en toda la industria y son identificados con los nombres
de las letras. Los tipos o calibraciones más comunes son J, K, T y E. A pesar que el tipo o la calibración del termopar define el rango de temperaturas, el alcance máximo también está limitado por el diámetro de los hilos del termopar. Es decir, un termopar con hilos muy delgados puede no llegar a la máxima temperatura del
rango.
¿Cómo elegir el mejor tipo de termopar para sus necesidades?
Utilice los siguientes criterios para la selección de un termopar:
● Rango de temperatura (tipo de calibración de la sonda)
● resistencia química de la termopar
● Material de la vaina (como la de acero inoxidable)
● resistencia a la abrasión y resistencia a las vibraciones
● Longitud y diámetro de la sonda.
Tipos de Termopares
| Tipo |
Alcance
Temperatura
°C
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Materiales y Aleaciones (+) Vs. (-)
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Metal - Base
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| E |
-270 a 1,000
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Níquel -Cromo Vs. Cobre - Níquel
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| J |
-210 a 1,200
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HIERRO – CONSTANTANO (TIPO J )
Hierro Vs. Cobre - Níquel
En este tipo de junta el hierro es electropositivo y el constantano
electronegativo. Mide temperaturas superiores que el anterior ya que el hierro empieza a oxidarse a partir de los 700º C. No se recomienda su uso en atmósfera donde exista oxigeno libre. Tiene un costo muy bajo y esto permite que su utilización sea generalizada.
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| T |
-270 a 400
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COBRE – CONSTANTANO (TIPO T)
Cobre Vs. Cobre - Níquel
Están formados por un alambre de cobre como conductor positivo y una aleación de 60% de cobre y 40% de níquel como elemento conductor negativo. Tiene un costo relativamente bajo, se utiliza para medir temperaturas bajo 0 °C. Y como limite superior se puede considerar los 350º C, ya que el cobre se oxida violentamente a partir de los 400º C.
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| K |
-270 a 1,372
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CHROMEL – ALUMEL (TIPO K)
Níquel - Cromo Vs. Níquel -Aluminio
Una aleación de 90% de níquel y 10% de cromo es el conductor positivo y un conductor compuesto de 94% de níquel, 2% de Aluminio, 3% de manganeso y 1% de Silicio como elemento negativo.
Este termopar puede medir temperaturas de hasta 1200º C.
Ya que el níquel lo hace resistente a la oxidación. Se los utiliza con mucha frecuencia en los hornos de tratamientos térmicos. Su costo es considerable lo que limita su utilización.
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| N |
-270 a 1,300 |
Níquel - Cromo - Silicio Vs. Níquel - Silicio - Magnesio
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Metal - Noble
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| R |
-50 a 1,768 |
PLATINO RODIO – PLATINO (TIPO R)
Platino - 13% Rodio Vs. Platino
Tienen como conductor negativo un alambre de platino y como conductor positivo una aleación de 87% de platino con 13% de sodio. Este tipo de junta desarrollada últimamente con materiales de alta
pureza son capaces de medir hasta 1500º C si se utilizan las precauciones
debidas.
Son muy resistentes a la oxidación pero no se aconseja su aplicación en
atmósferas reductoras por su fácil contaminación
con el hidrógeno y nitrógeno que modifican la respuesta del instrumento.
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| S |
-50 a 1,768
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PLATINO RODIO – PLATINO ( TIPO S )
Platino - 10% Rodio Vs. Platino
El conductor positivo es una aleación de 90% de platino y 10% de Rodio mientras que conductor negativo es un alambre de platino. Sus
características son casi similares al termopar anterior con la diferencia que
no puede usarse a temperaturas elevadas porque los metales no son de alta pureza
produciendo alteraciones de la lectura a partir de los 1000º C. en adelante.
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| B |
0 a 1,820
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Platino - 30% Rodio Vs. Platino - 6% Rodio
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Otros Termopares
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MOLIBDENO – RENIO
Fue desarrollado recientemente y se
utiliza para temperaturas inferiores a los 1650º C. Se recomienda usarlos en atmósferas inertes, reductoras o vacío ya que
el oxigeno destruye al termopar.
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TUNSTENO – RENIO
Al igual que el anterior fue recientemente
creado y no tiene datos normalizados de temperatura y mili voltajes. Puede medir temperaturas de hasta 2000º C, el oxigeno y los cambios
bruscos de temperaturas destruyen al termopar. Funcionan perfectamente en atmósferas reductoras e inertes si se los
protege con funda cerámicas
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IRIDIO – IRIDIO RODIO
Puede
medir como máximo 2.000°C.
Su uso es recomendable en atmósferas oxidantes que contienen oxigeno
libre. El Hidrógeno produce alteraciones permanentes en el
termopar, reduciendo además su vida útil.
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TUNGSTENO – TUNGSTENO RENIO
Tiene
igual utilización que el tungsteno – renio con la única diferencia que genera
mayor mili voltaje por grado. En la siguiente gráfica se muestra el mili
voltaje generado por los termopares a diversas temperaturas de su junta caliente
y con su junta fría a una temperatura de referencia de 32º F o 0 °C.
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