Aplicação
Comparação entre termopares
Saiba mais sobre as características dos tipos de termopares mais comuns, incluindo faixas de temperatura e tolerância, materiais, desempenho e aplicações.
Embora todos os termopares funcionem com os mesmos princípios científicos básicos, as diferenças em seus materiais, construção e, por fim, suas faixas de temperatura de operação, criam diferentes tipos de termopares. Esses diferentes tipos de termopares são identificados com uma letra, como "termopar Tipo K". O conteúdo a seguir diz respeito à diferença entre os tipos de termopares.
Tipos de calibração de termopar
Os termopares são sensores de temperatura analógicos, o que significa que os dados de saída deles devem ser interpretados e convertidos. No caso dos termopares, a tensão de saída é calibrada para levar em conta a força eletromotriz (EMF) e a curva de temperatura da construção de cada termopar. Por exemplo, alguns termopares produzem tensão significativa a baixas temperaturas, enquanto outros não começam a gerar tensão até que temperaturas muito mais altas sejam atingidas.
O objetivo dos tipos de calibração é facilitar a combinação correta da tensão com o valor da temperatura correspondente feita pelos instrumentos ou controladores de temperatura, criando a linha mais reta possível para a curva de tensão dentro da faixa de temperatura prescrita. Os termopares também são calibrados de acordo com a atmosfera de aplicação, para evitar reações químicas entre a atmosfera de operação e o tipo de termopar. Ao escolher o tipo correto de calibração de termopares, é possível garantir melhor a vida útil do sensor, seus requisitos de precisão e evitar a degradação da metalurgia
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Tipos de Termopar
Termopar Tipo K
A mais ampla faixa de temperatura
Esse é o tipo de termopar mais comum e fornece a maior faixa de temperatura de operação. Os termopares tipo K geralmente funcionam na maioria das aplicações porque são baseados em níquel e têm uma boa resistência à corrosão.
- O fio positivo é não magnético (amarelo); fio negativo é magnético (vermelho)
- Metal de base tradicionalmente escolhido para trabalhos em altas temperaturas
- Apropriado para uso em atmosferas oxidantes ou inertes a temperaturas de até 1260 °C (2300 °F)
- Tem melhor desempenho em atmosferas de oxidação limpa
- Vulnerável ao ataque de enxofre (causado pela exposição a atmosferas contendo enxofre)
- Não recomendado para uso em condições parcialmente oxidantes no vácuo, ou quando submetido a ciclos alternados de oxidação e redução
Termopar Tipo J
Aplicações de finalidade geral (sem umidade)
Trata-se do segundo termopar mais comum. É uma boa escolha para aplicações de finalidade geral, se não há umidade.
- O fio positivo (branco) é magnético (ferro), o negativo (vermelho) não é magnético
- Apropriado para uso em atmosferas a vácuo, com ar, redução ou oxidação a 760 °C (1400 °F) nos tamanhos mais pesados de bitola
- A vida útil esperada dos fios de tamanho mais fino é limitada devido à rápida oxidação do fio de ferro a temperaturas acima de 540 °C (1000 °F)
- Evite o uso em atmosferas sulfurosas acima de 540 °C (1000 °F)
- Uso limitado em temperaturas abaixo de zero devido ao enferrujamento e fragilização do condutor de ferro
Termopar Tipo E
Maior força eletromotriz de saída
- Ambos os fios são não magnéticos. O fio positivo é roxo; negativo, vermelho.
- A força eletromotriz de saída mais alta de qualquer tipo padrão
- Recomendado para uso a 900 °C (1600 °F) em atmosferas oxidantes ou inertes
- Tem melhor desempenho em atmosferas de oxidação limpa
- Apropriado para baixa temperatura a cerca de -230 °C (-380 °F)
- Não recomendado para uso nas seguintes condições, exceto em curtos períodos:
- Sob condições parcialmente oxidantes
- Quando submetido a ciclos alternados de oxidação e redução
- No vácuo
Termopar Tipo T
Apropriado para uso até -200 °C
- Ambos os fios são não magnéticos. O fio positivo é azul; negativo, vermelho
- Quando usado no ar, é resistente à umidade, muito estável e útil a 370 ° C (700 ° F)
- O uso em temperatura mais alta é possível quando em vácuo, ou em atmosferas redutoras ou inertes
- Apropriado para uso até -200 °C (370 °F). Pode ser necessária seleção especial dos materiais.
Especificações de Design
Faixas de Temperatura
| Tipo | Faixa de Aplicação | Nomes Comerciais | Código de Cores |
|---|---|---|---|
| K | 95-1260 °C (200-2300 °F) | Chromel/Alumel | Vermelho (-) / Amarelo (+) |
| J | 95-760 °C (200-1400 °F) | Ferro / Constantan | Vermelho (-) / Branco (+) |
| E | 95-900 °C (200-1650 °F) | Chromel / Constantan | Vermelho (-) / Roxo (+) |
| T | 0-350 °C (32-660 °F) | Cobre / Constantan | Vermelho (-) / Azul (+) |
Faixas de Tolerância
Tolerâncias Iniciais de Calibração
| Tipo | Faixa de Temperatura | Limites Padrão | Limites Especiais |
|---|---|---|---|
| K | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 1250 °C |
±2,2 °C ou ±2%* ±2,2 °C ou ±0,75% |
N/D ±1,1 °C ou ±0,4% |
| J | 0 °C a 750 °C |
±2,2 °C ou ±0,75% | ± 1,1 °C ou ± 0,4% |
| E | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 900 °C |
±1,7 °C ou ±1%* ±1,7 °C ou ±0,5% |
±1 °C ou ±0,5%* ±1 °C ou ±0,4% |
| T | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 350 °C |
±1 °C ou ±1,5%* ±1 °C ou ±0,75% |
±0,5 °C ou ±0,8%* ±0,5 °C ou ±0,4% |
*O fio do termopar é geralmente fornecido para atender a tolerâncias de temperaturas acima de 0 °C. Podem ser exigidas seleções e ensaios especiais para esses mesmos materiais, para que eles se enquadrem nas tolerâncias abaixo de zero indicadas.
Limites de Temperatura do Tamanho do Fio
A tabela abaixo dá os limites de temperatura superior recomendados para os vários termopares e tamanhos de fio. Esses limites se aplicam a termopares protegidos, ou seja, termopares em tubos de proteção de extremidade fechada convencional (bainhas).
| Bitola | K | J | E | T |
| 20 | 980 °C (1800 °F) | 480 °C (900 °F) | 540 °C (1000 °F) | 260 °C (500 °F) |
| 24 | 870 °C (1600 °F) | 370 °C (700 °F) | 430 °C (800 °F) | 200 °C (400 °F) |
| 28 | 870 °C (1600 °F) | 370 °C (700 °F) | 430 °C (800 °F) | 200 °C (400 °F) |
| 30 | 760 °C (1400 °F) | 320 °C (600 °F) | 370 °C (700 °F) | 150 °C (300 °F) |
