Termopares e suas características

Quando se pensa em termopar, na maioria das vezes estamos falando de diferentes modelos de acordo com a variação de temperatura que eles comportam e a sua aplicação técnica. Porém, um ponto que muitas pessoas se esquecem é das características de absorção de energia para medir a variação de temperatura. Essas propriedades podem variar de acordo com o objetivo da captura de energia e a precisão necessária nessa captura.

Como já era de se esperar, as propriedades de construção dos termopares são definidas por sua aplicabilidade. Assim, um termopar voltado para capturar temperaturas mais altas terá uma construção capaz de suportar essas temperaturas, enquanto os projetados para a captura de temperaturas muito abaixo de 0 são projetadas para suportar a intensidade do frio. Porém, é importante lembrar que a maioria dos termopares são capazes de captar uma grande variação térmica, o que acaba significando um desgaste prematuro. Portanto, para aumentar a vida útil de um termopar, a melhor solução é ter um aparelho para medir sempre temperaturas muito altas e outro para as temperaturas muito baixas. A economia com trocas constantes e a precisão de temperaturas registradas serão maiores, fazendo toda a diferença no final.

Os modelos de termopares de acordo com sua forma de captura de temperatura

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A primeira grande diferença entre os modelos de termopares está relacionada à forma em que a temperatura é obtida. Entre os modelos disponíveis, os melhores por sua precisão, custo-benefício e resistência são:

Termopar de fio desencapado

Este é o modelo mais comum à disposição no mercado. Por sua composição, é facilmente instalado e pode ser retirado e transportado para qualquer outro lugar sem grandes problemas. De acordo com a sua aplicação, o fio desencapado pode ser isolado através de diferentes técnicas, entre elas o entrançamento, o rosqueamento, o revestimento com fita, o cabeamento, o filamento e a extrusão através de plástico.

Na prática, os dois fios presos por um ponto de solda cumprem a tarefa de medir a variação de temperatura de maneira simples e segura. Ainda assim, a exposição das pontas acaba limitando sua aplicação. Desta forma, os termopares de fio desencapado devem ser evitados para medir a temperatura dentro de líquidos, principalmente aqueles que possam corroer ou oxidar o metal do qual o termopar é feito.

Outra limitação de aplicação deste termopar é o seu uso em estruturas metálicas, já que o funcionamento do termopar pode ser visto como um aterramento da corrente elétrica do metal, perdendo consideravelmente a precisão do termopar em questão.

Porém, para medir a temperatura de gases, os termopares de fio desencapado são os mais recomendados. Sua estrutura simples permite a instalação rápida, e a resposta que ele oferece para as modificações de temperatura são muito rápidas, além de precisas.

Sonda termopar

Dentro de um tubo metálico, a sonda termopar guarda um fio muito parecido com o utilizado no termopar de fio desencapado, mas agora protegido por paredes que podem ser feitas de diferentes materiais. O abrigo para o fio é chamado de bainha, que normalmente é feita de aço inoxidável ou uma liga metálica chamada inconel, feita de níquel e cromo, resistente a temperaturas extremamente altas e à corrosão.

Ainda falando do inconel, por ele não ser magnético, acaba oferecendo maior precisão à aferição de temperatura, o que contribui para medidas que devem ser mais assertivas. Essa ausência de magnetismo é também uma grande diferença entre ele e o aço inoxidável. Outra característica do aço é a sua excelente compatibilidade química, que não altera a propriedade do lugar onde ele está, independente dos materiais à sua volta. Porém, o que realmente pesa na escolha entre os dois tende a ser o preço, já que o aço é ligeiramente mais barato, reduzindo o custo final do termopar.

Voltando às sondas termopares, existem diferentes formas de se encaixar a ponta do fio que captura a energia e que fica dentro da bainha:

– Sonda termopar de fio aterrado: com respostas mais rápidas, sendo utilizada quase que exclusivamente para aplicações elétricas;

– Sonda termopar de fio isolado: este modelo não tem contato com a caixa que a protege, sendo que não recebe nenhum tipo de interferência em sua aferição de temperatura, oferecendo assim resultados mais precisos;

– Sonda termopar de fio exposto: neste modelo, a ponta do fio ultrapassa o limite da sua bainha protetora, tendo contato direto com o meio em que estará exposta. Por esta parte que fica de fora para receber contato direto com o local onde está, a sonda termopar de fio exposto é mais recomendada para medir a temperatura do ar.

Sonda termopar de superfície:

Apesar de oferecer resultado em uma grande gama de meios, os outros modelos de termopares não são capazes de medir com precisão a temperatura a partir de superfícies, ou seja, elas precisam estar “dentro” do meio para dar uma resposta. O problema é que em alguns casos, entrar no local não é possível, sendo que uma aferição superficial é necessária. Para isso, foi desenvolvida a sonda termopar de superfície.

Estes modelos conseguem captar a temperatura a partir de um contato exterior ao local onde ela precisa ser aferida. Dessa forma, eles conseguem dizer um caminho seguro para um veículo, a variação de temperatura em uma parede, ou mesmo se é seguro pisar em um determinado terreno.

Na maioria dos casos, as sondas termopares de superfície são acopladas em superfícies em movimento, o que contribui para acompanhar a variação de temperatura em diversos locais.

Termopares de isolamento mineral:

Este modelo é mais utilizado na construção civil e na indústria. Seu grande diferencial está na tecnologia envolvida em sua constituição. São 3 fios separados e isolados, cada um com capacidade individual de obter a temperatura e medir sua variação. O isolamento se dá através de pó isolante, que ocupa toda a bainha protetora do fio.

A partir da temperatura captada por cada um dos fios, um sistema analisa e desenvolve uma média, que então é transmitida. Ou seja, este é um termômetro que oferece uma temperatura média, o que acaba contribuindo para dados mais seguros de aferição.

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