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Fabricante de termopares

Información general sobre termopares

A lo largo de los años, el desarrollo de la tecnología de medición de temperatura ha producido numerosos métodos diferentes de medición de temperatura. Los sensores de temperatura con aislamiento mineral como termopares envainados pertenecen al grupo de sensores de temperatura, que cubren una amplia gama de aplicaciones como termómetros de resistencia probada.

Principio de funcionamiento Termopares

Con los termopares, los diferentes metales se unen a una cierta distancia, generalmente por medio de uniones soldadas. Un punto de conexión representa un punto de medida, el otro sirve como punto de referencia. Si prevalecen temperaturas diferentes en estos dos puntos de conexión, se genera una tensión termoeléctrica eléctrica entre estos puntos de contacto, lo que permite que fluya una corriente pequeña pero medible. Este fenómeno también se conoce como el efecto Seebeck.

Causa de la emf termoeléctrica

Los metales como materias primas químicas consisten en átomos en cuyas capas atómicas los electrones se mueven por diferentes caminos alrededor del núcleo atómico. La capa exterior de cada capa atómica está ocupada por electrones de valencia. Estos electrones de valencia están unidos al núcleo atómico con una energía de unión muy específica, por lo que el tamaño de la energía de unión varía según los diferentes metales. Si esta energía de unión es superada por la entrada de energía externa en forma de calor, los electrones de valencia del metal con la menor energía de unión en la unión soldada pueden saltar al metal con la mayor energía de unión. Allí se crea un exceso de electrones, y el metal con menor energía de unión tiene una deficiencia de electrones. La diferencia de potencial resultante es la causa de la emf termoeléctrica, en la que también se basa el principio de funcionamiento de un termopar.

Detalles físicos sobre la magnitud de la emf termoeléctrica

El coeficiente de Seebeck (S), que se especifica en microvoltios/Kelvin (µV/K), juega un papel decisivo para la magnitud de la emf termoeléctrica. El producto del coeficiente Seebeck multiplicado por la diferencia de temperatura da el valor teórico termoeléctrico emf en Kelvin.

El tamaño del coeficiente Seebeck se da para diferentes metales en relación con el platino (Pt). La temperatura de base es T = 273 K (0 °C).

  • Constantan = -35 µV/K
  • Níquel = -15 µV/K
  • Aluminio = 3,5 µV/K
  • Cobre = 6,5 µV/K
  • Plata = 6,5 µV/K
  • Níquel-cromo = 25 µV/K

Sin embargo, la relación física entre la temperatura y el voltaje termoeléctrico no es lineal, sino que se aproxima a la forma de una parábola.

Uth = a * T + b * T2

Los coeficientes a y b son constantes de material termoeléctrico. La diferencia de temperatura se indica aquí con T, a una temperatura de referencia de T0 = 273 K (0 °C).

Tipos y aplicaciones de los termopares

Los fabricantes de termopares diferencian entre los tipos K, N, J, E, T, R, S y B. Estos tipos están destinados a diferentes rangos de aplicación y de temperatura y se clasifican según la siguiente definición:

  • Tipo K: Los termopares NiCr-NiAl son adecuados para atmósferas de gas oxidantes o protectoras hasta 1200 °C.

  • Tipo J: Los termopares Fe-CuNi se utilizan en vacío, en atmósferas de gas inerte y para aplicaciones de oxidación y reducción hasta 750 °C.

  • Tipo N: Los termopares NiCrSi-NiSi se utilizan en atmósferas oxidantes, atmósferas de gas inerte y atmósferas secas hasta 1200°C. La precisión a altas temperaturas es muy alta. Sin embargo, las atmósferas no deben contener azufre.

  • Tipo E: Los termopares NiCr-CuNi se pueden utilizar en atmósferas de gas oxidante o inerte hasta temperaturas de 900 °C. El tipo E alcanza la tensión termoeléctrica más alta de todas las termocuplas.

  • Tipo T: Los termopares de Cu-CuNi también se pueden utilizar a temperaturas por debajo de 0 °C hasta 350 °C en atmósferas de gas oxidante, reductoras e inertes. También son insensibles a la oxidación en atmósferas húmedas.

  • TIPO S: Los termopares Pt10%Rh-Pt son adecuados para uso continuo en atmósferas oxidantes o de gas inerte hasta 1600 °C. Las impurezas deben ser evitadas ya que causan fragilidad.

  • Tipo R: Los termopares Pt13%Rh-Pt pueden utilizarse permanentemente en atmósferas de gas oxidante o inerte hasta 1600 °C. Se deben evitar las influencias contaminantes para evitar la fragilidad.

  • Tipo B: Los termopares Pt30%Rh-Pt6%Rh se pueden utilizar permanentemente en atmósferas oxidantes o de gas inerte hasta 1700 °C. A corto plazo, también se pueden utilizar en entornos de vacío. Se deben evitar las influencias contaminantes para evitar la fragilidad.

    Conclusión

    Los conductores y elementos calefactores deben funcionar en el rango de temperatura correcto en aplicaciones prácticas. Los termopares sirven a menudo aquí como elementos de supervisión y control y se utilizan con éxito para tales fines.