O sensor de temperatura termopar deve seu sucesso à sua grande versatilidade. Ele permite criar sondas térmicas adequadas para muitas áreas de aplicação. O funcionamento do termopar é baseado em um fenômeno denominado efeito termoelétrico Seebeck, teorizado pelo físico de mesmo nome. A temperatura é deduzida do nível de tensão elétrica gerado pela mudança de temperatura dentro do termopar. Mas qual é exatamente o mecanismo de funcionamento? termopares ? Aqui estão algumas dicas para entender melhor os segredos da sonda de temperatura e ajudá-lo a escolher aquela que se adapta às suas necessidades.
A operação dos termopares é baseada na tensão termoelétrica
Um termopar é um sensor para vários campos (indústria, química, processamento de alimentos, etc.) e em vários ambientes para medir temperatura. Contém dois fios de metais condutores ou ligas metálicas de diferentes naturezas.
O princípio de operação dos termopares
Esses fios são conectado por dois tipos de soldas, o ponto quente e o ponto frio. O ponto quente está na direção do ambiente cuja temperatura queremos medir. A soldagem a quente geralmente tem proteção por uma bainha metálica. Para evitar que seja degradado pelo ambiente em que está inserido. O ponto frio deve permanecer a uma temperatura conhecida. Durante a medição de temperatura, a junta fria pode ser mantida a uma temperatura preciso através de um mecanismo de refrigeração. Também é possível medir sua temperatura e posteriormente realizar um cálculo diferencial.
Quando o ponto quente do termopar é exposto ao calor ou ao frio, a densidade eletrônica de cada fio de metal é modificada. As variações de temperatura induzem uma dinamização dos elétrons, que então se moverão em direção ao lado mais frio dos fios condutores. Equipamentos de medição são usados para avaliar esta força eletromotriz. Ele mede a corrente que entra na caixa do registrador nas extremidades de cada um dos dois fios. Alguns dispositivos exibem a tensão, outros exibem a temperatura calculada de acordo com as especificidades do termopar.
Precauções a serem tomadas para operação ideal de termopares
Se os dois fios metálicos forem soldados e não entrelaçados, por exemplo, é para garantir que o contato seja mantido apesar das condições externas. como vibrações. Existem diversas técnicas de união: solda de estanho, solda de prata, solda elétrica, etc. A soldagem não deve ser realizada em temperaturas muito altas para não alterar os fios de liga, o que modificaria o funcionamento do termopar.
Sendo muito fraco, pode acontecer que interferência elétrica é perturbadora o sinal do termopar. Um motor barulhento localizado próximo à sonda de temperatura também pode interferir na operação do termopar e, assim, distorcer os resultados. Poderá então ser necessário calibrá-lo novamente.
É essencial usar o tipo certo de termopar e revestimento adequado no meio para medir. Um fenômeno de descalibração pode ocorrer quando elementos externos, como uma temperatura muito alta, causam a difusão de partículas metálicas nos metais do termopar. O erro de calibração também pode ser proveniente do desgaste da bainha isolante, causando contato entre os dois fios.
Como escolher seu termopar?
A escolha dos termopares depende do faixa de medição de temperatura em graus Celsius do meio a ser medido e o tempo de resposta esperado.
A faixa de temperatura alvo e o tempo de resposta
Em teoria, todos os tipos de ligas metálicas podem ser combinados para formar um termopar. No entanto, 8 tipos de termopares são usados principalmente. São objecto de uma norma europeia e figuram numa classificação de acordo com combinações de metal que os compõem. Os tipos J, K, T e E são os mais comuns graças ao seu preço moderado e múltiplas aplicações. Eles permitem a medição de altas temperaturas. Os termopares tipo R, S e B são usados para medir temperaturas muito altas. Eles contêm metais nobres, daí um preço de compra mais elevado.
Para evitar resultados falsos, é essencial utilizar o tipo correto de termopar para sua aplicação. De fato, cada um desses tipos tem suas próprias características, Enquanto o faixa de medição temperatura oferecendo operação ideal do termopar. Para obter os dados mais precisos possíveis, combinar a faixa de temperatura a ser medida com a faixa ideal do tipo par termoelétrico. Certos metais que oferecem uma resistência particular devem ser utilizados em ambientes específicos (ácidos, básicos, de alta pressão, etc.).
O tempo de resposta varia dependendo do tipo de junção no final do termopar. No caso da junção exposta, a junção não está na bainha protetora. Sendo o contato com o meio ambiente direto, o tempo de resposta é portanto rápido.
Compatibilidade com o domínio do aplicativo
Ao escolher um sensor para uma sonda de medição, você deve ter tudo primeiro defina as variáveis que você deseja medir. Por exemplo, você tem a opção de optar por um sensor de umidade e temperatura. Você pode escolher um transmissor programável para configurar os parâmetros desejados.
Para selecionar uma sonda eletrônica, é melhor escolher um dispositivo de medição fácil de manusear pelos usuários e adaptado ao ambiente. Por exemplo, desligar as telas LCD dos sensores acima de uma temperatura externa de 70°C é uma recomendação. Para monitorar a temperatura com contato e remotamente, você pode escolher um dispositivo que combine termômetro infravermelho e termopar.
Entre os sensores mais utilizados, também estão termistores. Esses sensores operam com um princípio próximo ao do termopar já que reagem às variações de temperatura modificando sua resistência. Os termistores são NTC (coeficiente de temperatura negativo) ou PTC (coeficiente de temperatura positivo). Esses dois tipos de termistores dependem dos materiais de que são feitos.
Vá mais longe em termopares
Para ir mais longe no assunto termopares, recomendamos também estes artigos:
- Categoria de sonda termopar
- Quais são os diferentes tipos de termopares
- Calibrando um termopar
- Como a temperatura é medida pelo termopar?
- Tempos de resposta do termopar por tipo
- Curvas de termopar por tipo
- Como testar um termopar?
- Faixa de medição do termopar
- Tabela de conversão de termopar
- Termopares
