Os tipos mais comuns de termopares são os tipos B, E, J, K, N, R, S, T, C e P. Antes de escolher o tipo de termopar para o seu processo, verifique se você está ciente das limitações de todos tipos de calibração disponíveis.
Um pouco de historia esse medidor foi descoberto no ano de 1821, pelo físico estoniano Thomas Seebeck. Na ocasião, ele descobriu o efeito termoelétrico a partir de uma junção de metais distintos que produziram uma tensão elétrica, cujo potencial dependeu dos materiais que a compuseram e da temperatura que se encontraram.
Atualmente, os termopares geram tensões previsíveis e são capazes de suportar altas temperaturas. Em relação às funções que exercem, não são caros e, quando de boa qualidade, proporcionam precisão e uma longa vida útil.
Termopar tipo B
O termopar Tipo B é composto por um fio de platina-30% de ródio (+) ligado a um fio de platina-6% (-). Esse tipo de termopar pode ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre 300 ºC C e 1700 ° C (572 ° F a 3100 ° F). porem a sua faixa mais estável está a partir de 870 ºC ( 1000º F) Eles nunca devem ser usados em atmosferas redutoras ou atmosfera reduzida ou em vapores metalicos e não metálicos (Uma atmosfera redutora ou atmosfera de redução é uma atmosfera sem quantidades significativas de oxigênio (O2) livre e outros gases ou vapores oxidantes impedindo assim a oxidação.)
Podem ser utilizados em aplicaçṍes de vacuo em curto intervalo de tempo. Como em todos os termopares do tipo platina, eles sempre devem ser protegidos com um tubo termométrico (poço de Temperatura) de cerâmica. Os isoladores de alumina e os tubos de proteção são os preferidos para evitar a contaminação por sílica da cerâmica mulita.
Esse tipo de termopar deve sempre ser utilizados em temperaturas acima de 50°C, pois ele gera a mesma tensão na saída a 0 e a 42°C.
Algumas Características :
Termoelemento positivo (BP): Pt70,4%Rh29,6% (Ródio-Platina)
Termoelemento negativo (BN): Pt93,9%Rh6,1% (Ródio-Platina)
Faixa de utilização: 0°C a 1820°C
f.e.m. produzida: 0,000 mV a 13,820 mV
Fio para termopar, 32 a 3100F (0 a 1700C)
Fio de extensão, 32 a 212F (0 a 100C) Precisão (o que for maior): Padrão: +/- 0,5% Limites especiais de erro: +/- 0,25%
Na maioria das situações, os termopares de platina não devem ser colocados em nenhum tipo de tubo metálico em aplicações de alta temperatura. Os termopares do tipo B são menos suscetíveis ao crescimento de grãos e desvios de calibração do que os termopares do tipo R e S.
Termopar tipo E
O termopar tipo E é composto formado por 90% de cromo e 10% de níque formando o termo-elemento positivo (+) e o outro fio composto por um composto de 65% de cobre e 45% de niquel formando o termo-elemento negativo (-). Esse tipo de termopar pode ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço de -200 ° C a 900 ° C (330 ° F a 1600 ° F).
O termopar tipo E pode ser usado com sucesso em aplicações abaixo de zero devido à alta resistência à corrosão em ambientes com alta umidade. De todos os diferentes tipos de termopares, o Tipo E possui a maior saída f.e.m por variação de grau de temperatura potencializado a resposta desse tipo de sensor permitindo que sejam instalados nos mais diversos tipos de sonda e ou em outras estruturas garantindo melhor precisão e tempo de resposta as variações de temperatura.
Características desse sensor:
Termo-elemento positivo (EP): Ni90%Cr10%
Termo-elemento negativo (EN): Cu55%Ni45%
Faixa de utilização: -270°C a 1000°C
Melhores faixas de utilização : de -110 a 140 ºC
f.e.m. produzida: -9,835 mV a 76,373 mV
Esse tipo de termopar possui um alto rendimento (68 µV / ° C), o que o torna adequado para o uso criogênico. Além disso, é não magnético.
Termopar tipo J
O termopar tipo J é composto por um fio positivo (+) de ferro versus um fio negativo (-) de cobre/níquel-45%. Esse tipo de termopar deve ser usado em atmosferas oxidantes, redutoras, a vácuo ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre 0°(zero) C e 760 ° C (32 ° F a 1400 ° F).
Se o termopar estiver sendo usado acima de 540 ° C (1000 ° F), um fio de bitola 8 deve ser usado devido à oxidação rápida do fio de ferro (+).
Os termopares do tipo J não devem ser usados em aplicações sulfurosas acima de 540 ° C (1000 ° F).
O elemento negativo, ou JN, de um termopar tipo J pode ser descrito por qualquer um dos seguintes nomes Constantan, .
O elemento positivo, ou JP, de um termopar tipo J pode ser descrito por qualquer um dos seguintes nomes: Ferro,
A seguir, veja algumas características desse equipamento:
Termoelemento positivo (JP): Fe99,5%
Termoelemento negativo (JN): Cu55%Ni45%
Faixa de utilização: -210°C a 760°C-
f.e.m. produzida: -8,096 mV a 42,919 mV
Termopar tipo K
O tipo K se destaca por ser de uso genérico. Ele possui um baixo custo e, por sua popularidade, está disponível nas mais diversas sondas. As temperaturas cobertas por esse produto variam entre -200 °C e 1200 °C.
O termopar tipo K é composto por um fio de 90% de cromo e um de 10% de níquel formando o termoelemento positivo (+) versus um fio de 5% de níquel/95% de alumínio e silício formando o termoelemento negativo (-). Esse tipo de termopar deve ser usado apenas em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre -200 ° C e 1260 ° C (-330 ° F a 2300 ° F).
Eles são mais amplamente utilizados em temperaturas acima de 540 'C (1000 ″ F) devido à resistência superior à oxidação em comparação com os tipos E, T ou J. Existem algumas condições que devem ser evitadas ao usar termopares tipo K. As aplicações a vácuo não devem usar esse tipo de termopar devido à vaporização do cromo no elemento positivo.
Os termopares do tipo K não devem ser usados em ambientes sulfurosos, pois os dois elementos corroem rapidamente e o elemento negativo acaba por falhar mecanicamente devido à fragilidade.
Atmosferas redutoras também devem ser evitadas. Baixos níveis de oxigênio podem causar o fenômeno da podridão verde, no qual o cromo nos elementos começa a oxidar, causando grandes desvios negativos na calibração.
Os termopares do tipo K, em temperaturas elevadas entre 815 ° C e 1040 ° C (1500 ° F a 1900 ° F). podem resultar em alterações substanciais da tensão termoelétrica devido à diminuição de cromo no condutor de NiCr, isso resulta em uma redução na tensão termoelétrica.
Este efeito será acelerado se houver uma escassez de oxigênio, pois a camada de óxido, o qual protegeria-o da oxidação não pode ser formada na superfície do termopar. O cromo oxidada enquanto o níquel não. Isso resulta num fenômeno conhecido como "corrosão verde", este destruindo o termopar. Quando termopares NiCr-Ni forem utilizados acima de 700 °C e forem esfriados rapidamente, este causa um estado específico na estrutura cristalina, os quais pode resultar em uma alteração da voltagem térmica em um termopar tipo K de até 0,8 mV (efeito K).
Para evitar esse problema, grandes tubos de proteção devem ser usados para maximizar a circulação de ar interna ou a instalação de um coletor de oxigênio na parte inferior do tubo de proteção.
Se o Green-Rot for um problema sério, termopares tipo N devem ser instalados em substituição a esse tipo. O elemento negativo, ou KN, de um termopar tipo K pode ser descrito por qualquer um dos seguintes nomes: Alumel2, HAI-KN1, ThermoKanthal-KNs, T-2s, níquel-silício ou Nial +.
O elemento positivo, ou KP, de um termopar Tipo K pode ser descrito pelos seguintes nomes: Chromel2, Tophel +, ThermoKanthal-KPs, Níquel-cromo, T-13 ou HAI-KP1.
Termopar tipo N
O termopar Tipo N é composto por um fio de 14% de niquel 1/ cromo ; 1/2% de silício (+) versus um fio de 4 ,5 % de níquel 4 1/2% de silício-1/10% de magnésio (-). O termopar tipo N é a mais nova adição à família ISA. Foi desenvolvido para ser usado nas mesmas condições que um Tipo K. O Tipo N deve ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre -200 ° C e 1260 ° C (-330 ° F a 2300 ° F).
A adição de silício e cromo torna esse tipo de termopar mais resistente à corrosão verde e menos à quando comparado a um tipo K. O elemento negativo, ou JN, de um termopar tipo N pode ser descrito por qualquer um dos seguintes nomes: Nisil , níquel-silício ou HAI-NN1.
Termopar tipo R
O termopar tipo R é composto por um fio de platina a 13% de ródio (+) versus um fio de platina (-). Este tipo de termopar pode ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre 0 ° C e 1480 ° C (32 ° F1o 2700 ° F).
Eles nunca devem ser usados na redução de atmosferas. Como em todos os termopares do tipo platina, eles sempre devem ser protegidos com um tubo de proteção de cerâmica. Isoladores de alumina e tubos de proteção são os preferidos para evitar a contaminação por sílica da cerâmica mulita.
Quando os termopares tipo R são usados continuamente a altas temperaturas, os elementos podem desenvolver um crescimento excessivo de grãos no tempo, causando quebra mecânica no termopar. Na maioria das situações, os termopares de platina não devem ser colocados em nenhum tipo de tubo metálico ou em aplicações em que estejam presentes vapores metálicos.
O elemento positivo, ou NP, de um termopar Tipo N pode ser descrito por qualquer um dos seguintes nomes: Nicrosil, níquel-cromo-silício ou HAI-NP1.
Termopar tipo S
O termopar tipo S é composto por um fio de platina com 10% de ródio (+) versus um fio de platina (-). Esse tipo de termopar pode ser usado em atmosferas oxidantes ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre 0 ° C e 1480 ° C (32 ° F a 2700 ° F).
Eles nunca devem ser usados na redução de atmosferas. Como em todos os termopares do tipo platina, eles sempre devem ser protegidos com um tubo de proteção de cerâmica. Os isoladores de alumina e os tubos de proteção são os preferidos para evitar a contaminação por sílica da cerâmica mulita.
Quando os termopares tipo S são usados continuamente a altas temperaturas, os elementos podem desenvolver um crescimento excessivo de grãos no tempo, causando quebra mecânica no termopar. Na maioria das situações, os termopares de platina não devem ser colocados em nenhum tipo de tubo metálico ou em aplicações em que estejam presentes vapores metálicos.
Termopar tipo T
O termopar tipo T é composto por um fio de cobre (+) versus um fio de cobre (-) de níquel-45%. O tipo de termopar é freqüentemente chamado de cobre-constante.
Esse tipo de termopar pode ser usado em atmosferas oxidantes, redutoras ou inertes com uma faixa de temperatura de serviço entre -200 ° C e 370 ° C (-330 ° F a 700 ° F). O uso em alta temperatura deste termopar também é limitado devido à rápida oxidação do elemento de cobre.
O termopar tipo T é um dos poucos termopares que estabeleceram limites de erro para uso em aplicações abaixo de zero e criogênicas. Isso é possível devido à resistência superior à corrosão do Tipo T em ambientes úmidos.
Termopar tipo C
O termopar tipo C ou WSR é composto por um fio de tungstênio-5% rênio (+) versus um fio de tungstênio-26% rênio (-). Esse tipo de termopar pode ser usado em vácuo de alta temperatura ou atmosferas inertes com uma faixa de temperatura de serviço de até 2316 ° C (4200 ° F).
Tem baixa resistência à oxidação, o que deve ser levado em consideração. O termopar tipo C é a forma mais comum de termopar de tungstênio-rênio, devido aos condutores serem os menos quebradiços à temperatura ambiente. Essa característica é muito importante, pois condutores quebradiços criam termopares inferiores.
Termopar tipo P
O termopar Tipo P ou Platinel 116 é composto por um fio de paládio-55%, platina-31% e 14% de ouro (+) versus um fio de 65% de ouro e 35% de paládio (-). O termopar tipo é uma forma de metal nobre e deve ser protegido da mesma maneira que um tipo R, S ou B.
Este tipo de termopar foi desenvolvido para aproximar a curva do Tipo K em altas temperaturas. Os termopares de platina podem ser usados em atmosferas oxidantes ou inertes com uma temperatura de serviço de até 1260 ° C (2300 ° F). Ao usar termopares tipo P, o fio de extensão tipo K deve ser usado para conectar o termopar tipo P ao instrumento.
Nota: Os tipos de termopares descritos acima são as designações de letras atribuídas pelo instrumento Society of America (lSA) e adotadas como um padrão americano no ANSI MC 96.1. As letras Tipo C e P são exceções. O tipo C e o tipo P são designações de letras comumente usadas hoje pelos fabricantes de termopares e não pelo lSA. Existem alguns outros tipos mais exóticos de termopares, que foram desenvolvidos, mas como raramente são usados, decidimos não listá-los.
https://www.alutal.com.br/br/termopar-tipo-b
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