Cómo funciona un termopar: la guía definitiva

¿Cómo funciona un termopar?

Un termopar es un sensor de temperatura que se utiliza ampliamente en la industria debido a su bajo costo y robustez. Consiste en dos hilos metálicos de diferentes materiales unidos en un extremo, formando una junta caliente y una junta fría.

Generación de tensión eléctrica

Cuando la junta caliente se calienta o se enfría, se genera una tensión eléctrica proporcional a la diferencia de temperatura entre la junta caliente y la junta fría. Esta tensión eléctrica es conocida como fuerza electromotriz (f.e.m.) termoeléctrica.

Medición de la temperatura diferencial

El termopar mide la temperatura diferencial entre la junta caliente y la junta fría, lo que le permite determinar la temperatura del entorno en el que se encuentra.

Compensación de la junta fría

Para obtener el valor de temperatura absoluta, se utiliza la compensación de la junta fría. Esto implica medir la temperatura de la junta fría y restarla de la temperatura diferencial medida por el termopar.

Clasificación de los termopares

Los termopares se clasifican en dos categorías principales: básicos y nobles. Los termopares básicos incluyen los tipos J, K, T y E, mientras que los termopares nobles incluyen los tipos R, S y B.

Termopares básicos

Los termopares básicos son más económicos y se utilizan en aplicaciones industriales con menor exigencia de exactitud. Cada tipo de termopar básico utiliza un material específico y tiene una temperatura máxima de aplicación. Por ejemplo, el termopar tipo K es la versión más común y utiliza combinaciones de materiales NiCr-Ni o NiCr-NiAI. Este tipo de termopar es ideal para atmósferas oxidantes o de gas inerte hasta 1200 ºC.

Termopares nobles

Los termopares nobles se utilizan en aplicaciones que requieren resistencia a altas temperaturas. Los tipos de termopares nobles incluyen los tipos R, S y B, que utilizan materiales como el PtRh-Pt, el PtRh-PtRh y el PtRh-PtRh-Pt, respectivamente.

Normas y estándares

Para definir las características de los termopares se utilizan normas como IEC 60584-1, IEC 60584-2, IEC 60584-3 y ASTM E230. Estas normas establecen los materiales, las temperaturas máximas de aplicación y las tolerancias de los termopares.

Aplicaciones de los termopares

Los termopares tienen diversas aplicaciones según su tipo, material y temperatura máxima de aplicación. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:

• Procesos industriales
• Fabricación de metales
• Industria petroquímica
• Plantas de energía
• Industria alimentaria

Además, existen vídeos y artículos que explican en detalle el funcionamiento y la instalación de los termopares, lo que puede ser de gran ayuda para comprender mejor su uso y aplicaciones.

El termopar tipo K

Uno de los tipos de termopares más comunes es el termopar tipo K. Este termopar consiste en una combinación de materiales NiCr-Ni o NiCr-NiAI. Es ideal para aplicaciones en atmósferas oxidantes o de gas inerte hasta 1200 ºC.

Existen diferentes presentaciones de termopares tipo K, como los que cuentan con vainas de protección para proteger el sensor contra medios agresivos. También hay termopares con brida y vainas en acero inoxidable que se utilizan en depósitos y tubos. Por otro lado, los termopares para roscar se sumergen directamente en el proceso, mientras que los termopares para altas temperaturas tienen hilos térmicos montados en la vaina. También existen termopares específicos para gases de combustión y termopares sin vainas, óptimos para aplicaciones con medios no agresivos y sin abrasión. Además, los termopares con sensores de superficie se utilizan para medir la temperatura en superficies planas y en el interior de hornos. Por último, los termopares de canal caliente son específicos para la industria de plásticos.

Es importante destacar que los termopares pueden ser personalizados según las necesidades del cliente. Para obtener más información sobre los termopares y sus aplicaciones, se puede contactar a WIKA, una empresa especializada en instrumentación industrial y soluciones de medición de temperatura.

Los termopares se utilizan ampliamente en la industria debido a su bajo costo, robustez y capacidad para medir altos rangos de temperatura. Existen diferentes tipos de termopares, cada uno con sus propias características y aplicaciones específicas. La selección del termopar adecuado depende del rango de temperatura, la resistencia química, la resistencia a la vibración y la compatibilidad con la instalación o maquinaria. Para obtener más información sobre los termopares, es recomendable consultar vídeos y artículos especializados o contactar a empresas especializadas en instrumentación industrial.

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