Existes diversos tipos de termopares no mercado, portanto, é fundamental saber as opções oferecidas no mercado e como cada modelo é classificado.
O que são termopares e como funcionam
São sensores de temperatura avançados que atendem às necessidades das indústrias, laboratórios e demais ambientes que necessitam de rigoroso controle térmico nos processos.
Como funciona o princípio de medição de temperatura
Os sensores são produzidos com dois metais diferentes unidos em suas extremidades e submetidos a diferentes temperaturas. Essa diferença gera uma tensão elétrica correspondente à temperatura detectada por instrumentos de medição.
Vantagens do uso de termopares em processos industriais
- Abrangência de ampla faixa de temperatura;
- Resposta rápida;
- Resistência às vibrações ou corrosões;
- Versatilidade operacional.
Diferenças entre termopares e outros sensores de temperatura
— Termopares: suportam temperaturas mais elevadas e apresentam maior resistência mecânica.
— Outros sensores de temperatura (ex.: RTDs e termistores): apresentam maior precisão, mas o alcance de temperatura é menor se comparados aos termopares.
Tipos de termopares e suas classificações
Para saber com exatidão qual melhor tipo de termopar, é preciso conhecer essa classificação básica:
Classificação por tipo de liga metálica
Os tipos de sensores de temperatura são definidos dessa forma:
- Termopar tipo K
- É um dos modelos mais usados;
- Produzido com níquel, cromo e alumínio;
- Indicado para atmosferas oxidantes;
- Suporta faixas de temperatura de −200 °C a 1.260 °C.
Termopar tipo J
- Composto por ferro, cobre e níquel;
- Indicado para atmosferas inertes ou redutoras;
- Abrange faixas térmicas entre −40 °C e 760 °C.
Termopar tipo T
- Indicado para aplicações criogênicas;
- Composto por cobre e níquel;
- Alta precisão para baixas temperaturas (-200 °C a 370 °C).
Termopar tipo E
- Produzido com níquel, cromo e cobre;
- Alta sensibilidade;
- Abrange temperaturas entre −200 °C e 900 °C.
Termopar tipo N
- Produzido com níquel, cromo e silício;
- Melhor estabilidade em altas temperaturas (até 1.200 °C) e apresenta boa resistência à oxidação.
Termopares tipo R, S e B (nobres)
- Elaborados com platina e ródio;
- Alta estabilidade térmica;
- Operam até 1.700 °C.
Classificação quanto à construção física e aplicação prática dos termopares
Outros critérios relacionados à classificação dos tipos de termopares:
Termopar Convencional
- Constituído por fios condutores isolados e revestidos por tubo metálico;
- Versatilidade que se adapta a diversas atividades industriais;
- Tipo mais tradicional de termopar.
Termopares Flexíveis
- São mais leves;
- Fácil instalação;
- Indicados para superfícies curvas ou de difícil acesso.
Termopares com Isolação Mineral (MI)
- Alta resistência térmica e mecânica. Portanto, suportam ambientes hostis com temperaturas elevadas.
Aplicações práticas dos diferentes tipos de termopares
Indicações dos modelos de termopares conforme segmentos industriais e laboratoriais:
Indústrias metalúrgicas e siderúrgicas
Para processos que envolvem uso de fornos, fundição e tratamento térmico são indicados os termopares tipo R, S, B e K.
Indústria alimentícia e farmacêutica
Os tipos T e J estão entre os mais utilizados nestes segmentos que demandam alto padrão no controle da qualidade.
Processos de automação industrial
Os processos de monitoramento em tempo real são favorecidos com termopares tipos K e N.
Equipamentos laboratoriais
Os tipos T, E e nobres são recomendados nos processos que requerem estabilidade e precisão, tais como testes e análises.
Como escolher entre os tipos de termopares
Sempre é necessário considerar esses critérios:
- Temperatura: Envolve avaliar e identificar a faixa de temperatura com a qual cada empresa, laboratório ou outro ambiente necessita atuar.
- Ambiente: Características ambientais como oscilações térmicas, vibrações, exposição a elementos químicos e demais fatores precisam ser avaliados.
- Precisão necessária: Grande parte dos processos industriais e laboratoriais necessitam cumprir um padrão de qualidade que demanda altíssima precisão.
- Outros fatores: Aspectos como tempo de resposta dos termopares, durabilidade do dispositivo e facilidade de instalação também são fatores que devem ser levados em conta.
Termopares precisam de calibração?
Sim. Vejamos os motivos:
Por que a calibração é importante
Todos os tipos de termopares precisam ser calibrados porque este é o procedimento técnico que averígua a confiabilidade, condições de desempenho e adequação às normas exigidas pelos órgãos reguladores.
Como é feito o processo de calibração de termopares
É feito um comparativo dos resultados apresentados pelo sensor com uma referência de temperatura conhecida.
Certificação e rastreabilidade da calibração
A certificação apresentada pelos laboratórios de calibração é crucial para garantir a conformidade com as normas técnicas e operacionais exigidas. Isso ocorre, por exemplo, por meio da rastreabilidade metrológica.
Termopares personalizados: quando e por que optar
Vejamos as principais situações:
- Soluções sob medida para processos específicos: Cada indústria, laboratório e outros locais, apresentam necessidades operacionais específicas que devem ser consideradas ao escolher termopares dos tipos mais adequados.
- Vantagens da personalização com fabricantes especializados: Os tipos de sensores de temperatura podem ser indicados e adequados às demandas operacionais de cada ambiente. Isso é feito por um time de técnicos que atua nas empresas especializadas.
Dúvidas frequentes
Sobre os tipos de sensores de temperatura, também é importante esclarecer:
Qual é a faixa de temperatura suportada pelos diferentes tipos de termopares?
A faixa depende de cada tipo de dispositivo.
Ex.
K: −200 °C a 1.260 °C
J: −40 °C a 760 °C
T: −200 °C a 370 °C
E: −200 °C a 900 °C
N: até 1.200 °C
R, S e B: até 1.700 °C
O que causa erro de leitura em um termopar?
- Falhas na instalação;
- Problemas nas conexões do equipamento;
- Efeitos corrosivos;
- Interferências eletromagnéticas;
- Uso fora das faixas térmicas recomendadas.
Diferenças entre termopares para uso industrial e laboratorial
— Industrial: projetados principalmente para oferecer resistência e durabilidade.
— Laboratorial: requer níveis elevados de precisão e as calibrações são mais rigorosas em termos técnicos e operacionais.
Onde encontrar os diferentes tipos de termopares
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