APLICACIÓN
Comparación de los termopares
Obtén más información sobre las características de los tipos de termopares más comunes, entre ellas, los rangos de temperatura y tolerancia, los materiales, el rendimiento y las aplicaciones.
Si bien todos los termopares operan de acuerdo a los mismos principios científicos básicos, las diferencias en sus materiales, construcción y, en última instancia, sus rangos de temperatura de funcionamiento, crean diferentes tipos de termopares, que se identifican con una letra, por ejemplo, Termopar tipo K. A continuación, nos centraremos en la diferencia entre los tipos de termopares.
Tipos de calibración del termopar
Los termopares son sensores de temperatura analógicos, lo que significa que sus datos de salida deben interpretarse y convertirse. En el caso de los termopares, la salida de voltaje se calibra para tener en cuenta la fuerza electromotriz (EMF) y la curva de temperatura de cada construcción de termopar. Por ejemplo, algunos termopares producen voltaje significativo a bajas temperaturas, mientras que otros no lo generan hasta que se alcanzan temperaturas mucho más altas.
Los tipos de calibración tienen como objetivo facilitar que los instrumentos o controladores de temperatura hagan coincidir correctamente el voltaje con su valor de temperatura correspondiente, al crear la línea más recta posible para la curva de voltaje dentro del rango de temperatura prescrito. Los termopares también se calibran en función de la atmósfera de aplicación, por lo que es posible evitar reacciones químicas entre la atmósfera de funcionamiento y el tipo de termopar. Al elegir el tipo correcto de calibración del termopar, se puede garantizar mejor la vida útil del sensor y sus requisitos de precisión, como también evitar la degradación metalúrgica.
Tipos de termopares
Termopar tipo K
Rango de temperatura más amplio
Este es el tipo de termopar más común y tiene el rango de temperatura de funcionamiento más amplio. El termopar tipo k suele funcionar en la mayoría de las aplicaciones porque está compuesto de níquel y es resistente a la corrosión.
- El cable positivo no es magnético (amarillo) y el negativo sí lo es (rojo)
- De base metálica para trabajo a alta temperatura
- Su uso es apropiado en atmósferas oxidantes o inertes a temperaturas de hasta 1,260 °C (2,300 °F)
- Funciona mejor en atmósferas oxidantes limpias
- Vulnerable a los ataques de azufre (evita exponerlo a atmósferas que contengan azufre)
- No se recomienda su uso en condiciones parcialmente oxidantes al vacío, o cuando se somete a ciclos alternos de oxidación y de reducción.
Termopar tipo J
Aplicaciones de uso general (libres de humedad)
Este es el segundo termopar más común. Es una buena opción en aplicaciones de uso general y libres de humedad.
- El cable positivo (hierro) es magnético (blanco) y el negativo no lo es (rojo)
- Su uso es apropiado en atmósferas de vacío, aire, de reducción u oxidación a 760 °C (1,400 °F) en los calibres más gruesos
- La rápida oxidación del alambre de hierro a temperaturas superiores a 540 °C (1000 °F) limita la vida útil de los alambres más delgados
- Evita su uso en atmósferas sulfurosas por encima de 540 °C (1000 °F)
- Uso limitado en temperaturas bajo cero debido a la oxidación y fragilización del conductor de hierro
Termopar tipo E
EMF de salida más alto
- Ninguno de los dos cables es magnético. El cable positivo es morado y el negativo es rojo.
- La FEM de salida más alta de cualquier tipo estándar
- Se recomienda su uso a 900 °C (1600 °F) en atmósferas oxidantes o inertes
- Funciona mejor en atmósferas oxidantes limpias
- Adecuado para temperaturas bajas de hasta aproximadamente -230 °C (-380 °F)
- No se recomienda su uso en las siguientes condiciones, excepto durante períodos cortos:
- En condiciones de oxidación parcial
- Cuando se somete a ciclos alternos de oxidación y de reducción
- En vacío
Termopar tipo T
Su uso es apropiado a -200 °C
- Ninguno de los dos cables es magnético. El cable positivo es azul y el negativo es rojo
- Cuando se usa en el aire, es resistente a la humedad, muy estable y opera hasta 370 °C (700 °F)
- Puede usarse en temperaturas más altas cuando se usa en vacío o en atmósferas reductoras o inertes.
- Su uso es apropiado hasta -200 °C (370 °F). Es posible que se requiera elegir materiales especiales.
Especificaciones de diseño
Rangos de temperatura
| Tipo | Rango de aplicación | Nombres comerciales | Código de colores |
|---|---|---|---|
| K | 95-1260 °C (200-2300 °F) | Cromo o alumel | Rojo(-) y Amarillo(+) |
| J | 95-760 °C (200-1400 °F) | Hierro o constantán | Rojo(-) y blanco(+) |
| E | 95-900 °C (200-1650 °F) | Cromo o constantán | Rojo(-) y morado(+) |
| T | 0-350 °C (32-660 °F) | Cobre o constantán | Rojo(-) y azul(+) |
Rangos de tolerancia
Tolerancias de calibración inicial
| Tipo | Rango de temperatura | Límites estándar | Límites especiales |
|---|---|---|---|
| K | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 1250 °C |
±2.2 °C o ±2 %* ±2.2 °C o ±0.75 % |
N/A ±1.1 °C o ±0.4 % |
| J | 0 °C a 750 °C |
±2.2 °C o ±0.75 % | ± 1.1 °C o ±0.4 % |
| E | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 900 °C |
±1.7 °C o ±1 %* ±1.7 °C o ±0.5 % |
±1 °C o ±0.5 %* ±1 °C o ±0.4 % |
| T | -200 °C a 0 °C* 0 °C a 350 °C |
±1 °C o ±1.5 %* ±1 °C o ±0.75 % |
±0.5 °C o ±0.8 %* ±0.5 °C o ±0.4 % |
*El cable del termopar suele suministrarse para cumplir con las tolerancias de temperaturas superiores a 0 °C. Es posible que estos mismos materiales requieran una selección y pruebas especiales a fin de que estén dentro de las tolerancias bajo cero indicadas.
Límites de temperatura del calibre del cable
En la siguiente tabla se muestran los límites superiores de temperatura recomendados para los diversos termopares y calibres de cable. Estos límites se aplican a los termopares protegidos, es decir, a los que están en tubos protectores convencionales de extremo cerrado (fundas).
| Calibre | 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) |
