¿Cómo funciona un termopar?

Explorando el Funcionamiento de los Termopares

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En esta edición, nos enfocaremos en desentrañar las características y el funcionamiento de un dispositivo clave en la medición de temperaturas: el termopar.

Definición de Termopar

El termopar, conocido igualmente como termocupla, representa un dispositivo fundamental en la detección y medición de temperaturas. Este sensor se compone de dos metales distintos, los cuales se fusionan en uno de sus extremos. Al exponerse a cambios térmicos, la unión de estos metales genera una tensión eléctrica directamente proporcional a la temperatura deseada para medir.

Aplicaciones del Termopar

Destinado primordialmente para la industria, el termopar se posiciona como un sensor de temperatura excepcional, apto para cubrir amplias gamas térmicas. Sus ventajas incluyen el bajo coste, la capacidad de ser intercambiables, la posibilidad de conexión en serie, y la utilización de conectores universales. Aunque su precisión es limitada a variaciones superiores a 1°C, su utilidad es extensa.

Principio de Funcionamiento del Termopar

La generación de tensión eléctrica en un termopar ocurre al calentar su junta de medición. Este fenómeno es el resultado de las diferencias en las densidades de los dos electrodos implicados, y de la disparidad térmica entre las zonas frías y calientes del aparato. Consecuentemente, el termopar no ofrece una medición absoluta de temperatura, sino que revela la diferencia entre la unión caliente y la fría.

Diversidad de Termopares

Existen varios tipos de termopares, clasificados según su composición y el rango de temperatura que pueden medir:

  • Tipo K: Este termopar, económico y resistente a la oxidación, está elaborado a partir de cromel y alumel, y se destaca por su amplia gama de medición.
  • Tipo E: Formado por cromel y constantán, este termopar no es magnético y es especialmente sensible, lo que lo hace ideal para temperaturas criogénicas.
  • Tipo T: Compuesto por cobre y constantán, muestra una resistencia sobresaliente en condiciones húmedas o ambientes criogénicos.
  • Tipo J: Conformado por hierro y constantán, es óptimo para atmósferas inertes o en vacío, con precauciones contra la oxidación.
  • Tipo N: Perfecto para mediciones de alta temperatura debido a su resistencia y estabilidad, compuesto por nicrosil y nisil.
  • De tipo B, R y S: Constituidos por platino y rutherfordio, se utilizan para temperaturas que superan los 300 °C debido a su estabilidad, aunque presentan una sensibilidad menor.

Componentes de un Termopar

Un termopar se compone de elementos simples: las aleaciones metálicas implicadas cuentan con un extremo libre (punta fría) y están unidas a través de una tuerca de sujeción (punta caliente).

Selección de Termopar Adecuado

Al decidir qué termopar utilizar, es crucial

considerar aspectos tales como el rango de temperatura a registrar, la resistencia química del sensor o su cubierta protectora, la capacidad de resistir vibraciones, abrasiones, y oxidación, además de la compatibilidad con el equipo donde se realizará la medición.

Tipo Composición Uso Recomendado Rango de Temperatura
K Cromel-Alumel General/Amplio rango -200°C a 1250°C
E Cromel-Constantán Temperaturas criogénicas -200°C a 900°C
T Cobre-Constantán Húmedas/Oxidantes -250°C a 350°C
J Hierro-Constantán Inertes/Vacío -40°C a 750°C
N Nicrosil-Nisil Alta temperatura -270°C a 1300°C
B, R, S Platino-Rutherfordio Superiores a 300°C 0°C a 1700°C


un termopar

Conoce y complementa la informacion sobre un termopar con el siguiente video: