Termodinmica I (Lab.)Nombre: Freddy Ayala NRC: 2822 Fecha: 18/05/2015TermocuplasUna termocupla se fabrica con dos alambres de distintos materiales unidos en un extremo (generalmente soldados). Al aplicar temperatura en la unin de los metales se genera un voltaje muy pequeo (efecto Seebeck) -del orden de los milivolts-, el cual aumenta con la temperatura. Por ejemplo, una termocupla tipo J est hecha con un alambre de hierro y otro de constatan (aleacin de cobre y nquel). Al colocar la unin de estos metales a 750C, debe aparecer en los extremos 42.2 mili volts.

Normalmente, las termocuplas industriales se ofrecen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina). En uno de sus extremos, se encuentra la unin, y en el otro, el terminal elctrico de los cables, protegido dentro de una caja redonda de aluminio (cabezal).Tipos y aplicaciones de las termocuplasExisten una infinidad de tipos de termocuplas, en la tabla aparecen algunas de las ms comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son de tipo J del tipo K.Las termocuplas tipo J se usan principalmente en la industria del plstico, goma (extrusin e inyeccin) y fundicin de metales a bajas temperaturas (Zamac, Aluminio).La termocupla K se usa tpicamente en fundicin y hornos a temperaturas menores de 1300 C, por ejemplo fundicin de cobre y hornos de tratamientos trmicos.Las termocuplas R, S, B se usan casi exclusivamente en la industria siderrgica (fundicin de acero).Finalmente las tipos T eran usadas hace algn tiempo en la industria de alimentos, pero han sido desplazadas en esta aplicacin por los Pt100.

Tc Cable + Cable - Rango (Min, Max)Volts Max Aleacin Aleacin C mV

JHierroCobre/Nquel(-180,750)42.2KNickel/cromoNickel/aluminio (-180,1372) 54.8TCobreCobre/nquel(-250,400)20.8R87% Platino100% Platino(0,1767)21.0913% RhodioS90% Platino100% Platino0,1767) 18.6810% RodoB70% Platino94% Platino(0,1820)13.81430% Platino6% Rhodio

Tabla2. Tolerancias de calibracin para termocuplas estndar (referencia junta fra 0 C ) segn IEC 584TermocuplaRangoClase 1. Desviacin mxima (+)(1)

Cobre vs. Cobre-nquel, Tipo T-40 a + 350C0, 5 C 0,004 (t)

Hierro vs. cobre- nquel, Tipo J-40a+ 750 C1,5 C 0,004 (t)

Nquel-cromo vs. nquel, Tipo K- 40 a 1.000 C1,5 C 0,004 (t)

Platino-rodio 13% vs. Platino, Tipo R .0 a + 1.600C1 C 1 + 0,003 (t - 1. 100)C

Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S0 a + 1. 600C1 C 1 + 0,003 ( t - 1.100)C

Platino-rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B--

TermocuplaRangoClase 2. Desviacin mxima (+)(1)

Cobre vs. cobre-nquel, Tipo T-40a+ 350C1C 0,0075(t)

Hierro vs. cobre-nquel, Tipo J-40a+ 750 C2,5 C 0,0075 (t)

Nquel-cromo vs. nquel, Tipo K- 40 a + 1.200C2. 5 C 0.0075 (t)

Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R0 a + 1.600 C1,5 C 0,0025 (t)

Platino- rodio 10% vs. platino, Tipo S0 a + 1.600 C1,5 C 0,0025 (t)

Platino- rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B+ 600 a + 1700 C1,5 C 0,0025 (t)

TermocuplaRangoClase 3(2). Desviacin mxima (+)(1)

Cobre vs. Cobre-nquel, Tipo T-200 a + 40 C1C 0,015(t)

Hierro vs. cobre- nquel, Tipo J-200 a + 40 C2,5C 0,015(t)

Nquel-cromo vs. nquel, Tipo K-200 a + 40 C2,5C 0,015(t)

Platino-rodio 13% vs. platino, Tipo R----

Platino-rodio 10% vs. platino, Tipo S----

Platino-rodio 30% vs. platino-rodio 6%, Tipo B+600 a + 1.700C4C 0,005(t)

(1) La desviacin mxima debe ser calculada como el mayor valor de las dos expresiones: el valor enCo su equivalente calculado reemplazando (t) por la temperatura en cuestin.(2) Normalmente, las termocuplas y los cables compensados se suministran con tolerancias especificadas por encima de -40C. Para termocuplas utilizadas por debajo de -40C. debe entenderse que sus tolerancias son para ese material mayores qu as especificadas en Clase 3Un Pt100 es un sensor de temperatura hecho con un alambre de platino que a 0 C tiene 100 ohms y que al aumentar la temperatura aumenta su resistencia elctrica.Un Pt100 es un tipo particular de RTD (Dispositivo Termo Resistivo)Cuando no usar una termocuplaNo es recomendable usar una termocupla cuando el sitio de medicin y el instrumento estn lejos (ms de 10 a 20 metros de distancia). El problema de la termocuplas es que suministran un voltaje muy bajo y susceptible a recibir interferencias elctricas. Adems para hacer la extensin se debe usar un cable compensado para el tipo especfico de termocupla lo que aumenta el costo de la instalacin.Tampoco es recomendable usar termocuplas cuando es necesaria una lectura de temperatura muy precisa (dcima de C) pues la compensacin de cero requerida por las termocuplas introduce un error tpicamente del orden de 0.5 COtro problema que puede ocurrir con las termocuplas es que alguna contaminacin u oxidacin en los metales de la unin podran provocar una lectura errnea (hasta 4 5 C) sin que se detecte la falla. Luego en algunos casos es conveniente verificar peridicamente la precisin de la lectura. Usar Pt cuandoMedicin de -100 a 200 C con una muy buena precisin y estabilidad.Industrial de alimentos en general (envasado, pasteurizacin, coccin, conservacin, etc.)Circuitos de lquidos. (Aguas de enfriamiento, aceites, etc.)Industria qumica (temperatura de reactivos)Cmaras de secado (textiles, alimentos, papel, etc.) Usar termocupla JMediciones de 0 a 700 CIndustria del plstico y goma (extraccin e inyeccin)Medicin de tambores rotatorios con termocupla de contactoTemperatura de motores (Carcaza) con termocupla autoadhesiva.Procesos en general donde el sensor est sometido a vibracin. Usar termocupla KFundicin de metales hasta 1300 C (no ferrosos) Hornos en general.Usar cuando hay que poner las termocuplas en vainas muy delgadas. Por ejemplo en agujas de una jeringa para tomar temperatura en el interior de una fruta.Bibliografa http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1502 http://www.sapiensman.com/medicion_de_temperatura/termocuplas.htm