Un Termopar es un sensor que se utiliza para medir temperatura el cual se compone de dos metales de distinto material que logran convertir energía térmica en energía eléctrica.
Trabaja mediante un mecanismo donde los dos metales se unen por ambos extremos, el extremo que va al proceso se le conoce como “Junta caliente” mientras que a la otra se le llama “Junta fría”, ésta última ahora es sustituida por un circuito electrónico el cual ya viene dentro de los controladores, indicadores, ó instrumentos al cual se conectan.
Cuándo la unión caliente tiene una variación de temperatura se produce un pequeño voltaje al que se le puede relacionar con la temperatura, viene en rangos de milivoltaje, técnicamente conocido como FEM.
Existen diferentes tipos y todos ellos varían por el material del que están formados, la temperatura máxima a la que se pueden someter. Cabe aclarar que para elegir uno en especial se deben tomar en cuenta varios aspectos, entre ellos… la atmosfera a la que se va exponer, temperatura que se va a medir y precisión requerida. Cualquier tipo casi siempre son empleados para procesos industriales.
Se enlistan los tipos más comunes en el mercado:
TIPO E: Cromel – Constantan
- Temperaturas desde 95 hasta 900ºC
- Este produce un mili voltaje que es más alto de todos los utilizados comúnmente.
TERMOPAR TIPO J: Fierro – Constantan
- Es uno de los 2 tipos más comunes
- Para temperaturas de 95 a 760ºC
- Es uno de los más comunes industrialmente.
- Se oxida fácilmente sin protección.
TERMOPAR TIPO K: Cromel – Alumel
- Es de los más comunes
- Temperaturas desde 95 a 1260ºC
- Igualmente es uno de los más comunes
- No es para atmosferas reductoras sin protección
TIPO N: Nicrosil – Nisil
- Desde 650 a 1260ºC (ALTAS TEMPERATURAS)
- Resiste más a temperaturas oxidantes.
- En atmosferas sulfurosas tiene mayor tiempo de vida.
TERMOPAR TIPO T: Cobre – Constantan
- Para aplicación en temperaturas bajas y criogénicas.
- Soporta temperaturas reductoras y oxidantes.
- Soporta de -200 a 350ºC
TIPO R Y S: Platino –Platino/Rodio al 13% en R y 10% en S
- Están formados de metales preciosos
- Siempre estos tres tipos deben estar protegidos contra la contaminación.
- Soportan hasta 1450ºC
- El precio es muy alto en comparación a los otros tipos
TIPO B: Platino/Rodio al 30% – Platino/Rodio al 6%
- Es el sensor que soporta más temperatura de los que se encuentran en el mercado.
- Soporta temperaturas de hasta 1700ºC.
- Se fabrica con metales preciosos
- El precio es muy elevado.
A continuación se muestra una tabla que indica la relación de que existe entre ellos para que el usuario pueda darse una idea de cuál le conviene más en cuánto a rango y claro está en cuánto al proceso que éste utilizara.
- Normalmente para cualquier tipo de procesos no se puede mezclar el sensor con un cable de extensión de otro metal ya que esto haría un efecto de 2 metales de diferente material lo que generaría otro sensor aparte del que ya se tiene, esto quiere decir que el sistema ya no marcará los milivolts que el usuario necesita, sino que marcara una señal en aumento de milivolts dando lugar al nuevo sistema que se creó, por eso siempre es necesario que el cable que se utilice para el sensor, deba ser del mismo material que lo conforma, salvo los de metales preciosos, que para ellos se utiliza un cobre compensado.
- De igual forma todos estos tipos pueden llevar accesorios para una larga duración de vida o mejor resistencia a temperaturas extremas y evitar el daño de los metales que los componen.
Algunos accesorios que pueden ayudar a evitar todo este tipo de inconvenientes pueden ser el tubing que es un pequeño tubo de pared delgada, tubos protectores los cuales son cedulados (pared gruesa) ó termopozos los cuales son fabricados en barra maciza perforada (ideal para golpes ó presiones altas).
Siempre para este tipo de protecciones pueden usarse materiales cómo: Acero inoxidable, teflón, latón, inconel y fierro, aunque estos dos últimos no son tan comunes en la industria.
Recuerden que en JM Industrial contamos con una amplia experiencia así como un equipo especializado en los procesos de temperatura para ayudarles a elegir su sensor, para un mayor entendimiento les recomendamos visitar nuestra web en donde vienen con dibujos y fotos de los modelos estándar en la industria lo cual va a ayudar a tener una perspectiva más amplia.
También a la hora de fabricar un sensor es necesario especificar el aislamiento del sensor con la funda, si no se especifica comúnmente se fabrica aterrizado, a continuación explicamos brevemente los tres tipos:
- AisladoEs cuando no toca de ninguna forma el tubo protector, de esta manera quedara aislado eléctricamente, la vida útil será mayor pero el inconveniente es que pierde sensibilidad y la velocidad de respuesta es menor.
- Expuesto: Cuando se encuentra a total exposición de la atmosfera, aquí si entra totalmente directo el calor que imana el proceso, se recomienda usualmente para medir el aire o el ambiente, tiene excelente sensibilidad y una muy rápida velocidad de respuesta, la desventaja es que al no estar protegido puede sufrir ataques del ambiente ó un golpe, lo que se traduce en una vida útil menor.
- Aterrizado: Tiende a estar al roce la punta del sensor con un extremo de la protección, tiene una velocidad de respuesta buena así como la vida del sensor es bastante aceptable.
Existen otros tipos de sensores en el mercado como los RTD Pt100, termistores, circuitos integrados como el LM35, pero son sensores muy limitados en los rangos de temperatura salvo el Pt100 que soporta hasta 850º C.
La ventaja del uso de un termopar es que existen una gran variedad de tipos los cuales tienen diferentes características y se pueden adaptar perfectamente a cada proceso, y de los rangos ni decir que es bastante amplio desde -200 hasta 1700º C, con el que competiría más son con los RTD Pt100 el cual tiene una mejor precisión, pero no se queda atrás, es muy aceptable, además de que existen desde precios muy accesibles.