Qué é un termopar
Que é un termóparo?
Definición de termóparo
Un termóparo é un dispositivo que converte as diferenzas de temperatura nunha tensión eléctrica, baseándose no principio do efecto termoeléctrico. É un tipo de sensor que pode medir a temperatura nun punto ou localización específica. Os termopares son ampliamente utilizados en aplicacións industriais, domésticas, comerciais e científicas debido á súa simplicidade, durabilidade, baixo custo e amplio rango de temperaturas.
Efeito Termoeléctrico
O efecto termoeléctrico é o fenómeno de xerar unha tensión eléctrica debido a unha diferenza de temperatura entre dous metais ou ligas metálicas diferentes. Este efecto foi descuberto polo físico alemán Thomas Seebeck en 1821, que observou que se creaba un campo magnético arredor dun circuito fechado de dous metais disímiles cando unha unión estaba aquecida e a outra refrigerada.
O efecto termoeléctrico pode explicarse polo movemento dos electróns libres nos metais. Cando unha unión está aquecida, os electróns gañan enerxía cinética e movéñase máis rápido cara á unión máis fría. Isto crea unha diferenza de potencial entre as dúas unións, que pode medirse con un voltímetro ou un amperímetro. A magnitude da tensión depende do tipo de metais utilizados e da diferenza de temperatura entre as unións.
Funcionamento do Termóparo
Un termóparo consiste en dous fíos feitos de metais ou ligas metálicas diferentes, unidos nas dúas extremidades para formar dúas unións. Unha unión, chamada unión quente ou de medida, colócase no lugar onde se pretende medir a temperatura. A outra unión, chamada unión fría ou de referencia, mántense a unha temperatura constante e coñecida, xeralmente a temperatura ambiente ou nun ban de xeo.
Cando hai unha diferenza de temperatura entre as dúas unións, xérase unha tensión eléctrica no circuito do termóparo debido ao efecto termoeléctrico. Esta tensión pode medirse con un voltímetro ou un amperímetro conectado ao circuito. Usando unha táboa de calibración ou unha fórmula que relaciona a tensión coa temperatura para un tipo dado de termóparo, pódese calcular a temperatura da unión quente.
Tipos de Termopares
Existen varios tipos, como K, J, T e E, que difiren polas combinacións de metais, rangos de temperatura e aplicacións específicas.
Vantaxes
Poden medir un amplo rango de temperaturas, desde criogénicas ata moito altas.
Son dispositivos simples, robustos e fiables que poden resistir entornos adversos e vibracións.
Son económicos e fáciles de instalar e substituír.
Teñen un tempo de resposta rápido e poden medir cambios dinámicos de temperatura.
Non requiren enerxía externa ou amplificación para o seu funcionamento.
Desvantaxes
Teñen baixa precisión e estabilidade comparados con outros sensores.
Son susceptibles a erros debido á corrosión, oxidación, contaminación ou envellecemento dos fíos.
Requiren unha unión de referencia a unha temperatura coñecida para unha medida precisa.
Teñen unha saída non lineal que require calibración ou compensación complexa.
Poden xerar tensións termoeléctricas indeseadas debido a unións parásitas no circuito.
Criterios de Selección
Escolla baseándose no rango de temperatura, precisión, compatibilidade ambiental, tamaño, características eléctricas e custo.
Aplicacións comúns
Industrias do ferro e do acero
Aparatos de gas
Sensores de radiación termopila
Fabricación
Produción de enerxía
Centrais de proceso
Termopares como manómetros de vacío
Conclusión
Os termopares son sensores de temperatura ampliamente utilizados que consisten en dous tipos diferentes de metais unidos nunha extremidade. Cando a unión dos dous metais está aquecida ou refrigerada, xérase unha tensión que pode correlacionarse coa temperatura.
Os termopares teñen moitas vantaxes e desvantaxes comparados con outros sensores de temperatura. Poden medir un amplo rango de temperaturas, desde criogénicas ata moito altas. Son dispositivos simples, robustos e fiables que poden resistir entornos adversos e vibracións. Son económicos e fáciles de instalar e substituír. Teñen un tempo de resposta rápido e poden medir cambios dinámicos de temperatura. No obstante, teñen baixa precisión e estabilidade comparados con outros sensores. Son susceptibles a erros debido á corrosión, oxidación, contaminación ou envellecemento dos fíos. Requiren unha unión de referencia a unha temperatura coñecida para unha medida precisa. Teñen unha saída non lineal que require calibración ou compensación complexa.
Para escoller o termóparo correcto, considere o rango de temperatura e precisión necesarios, a compatibilidade química e durabilidade dos fíos, o tamaño e forma da sonda, as características eléctricas e inmunidade ao ruído, e a disponibilidade e custo do tipo e accesorios.
Os termopares usanse en un amplo rango de aplicacións en varias industrias e dominios. Algúns das aplicacións comúns de termopares son as industrias de ferro e acero, aparatos de gas, sensores de radiación termopila, fabricación, produción de enerxía, centrais de proceso e termopares como manómetros de vacío.
