¿QUE SON LAS TERMOCUPLAS?

Las termocuplas son los sensores de temperatura eléctricos más utilizados en la industria. Una termocupla se hace con dos alambres de distinto material unidos en un extremo, al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño, del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura. Este sería un esquema de ejemplo de una termocupla cualquiera.

Además según la distancia a los aparatos Estos dispositivos suelen ir encapsulados en vainas, para protegerlos de las condiciones extremas en ocasiones del proceso industrial que tratan de ayudar a controlar, por ejemplo suele utilizarse acero inoxidable para la vaina, de manera que en un extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido adentro de una caja redonda de aluminio ( cabezal ). 

encargados de tratar la pequeña señal eléctrica de estos transductores, también deben utilizarse cables compensados para transportar esta señal sin que la modifique o la modifique de una manera fácilmente reconocible y reversible para los dispositivos de tratamiento de la señal. 

También se da el caso de que los materiales empleados en la termocupla como el platino puro, hagan inviable económicamente extender la longitud de los terminales de medición de la termocupla . 

Esquema de conexión de cable compensado y termocupla:

Los cables compensados tienen una polaridad de conexión (+) y (-) que al conectarse con la termocupla se debe respetar. Es importantísimo que estos dós cables compensados sean para el tipo de termoculpla que se está usando y además estén conectados con la polariadad correcta ( + ) con ( + ) y ( - ) con ( - ). De otra forma será imposible obtener una medición sin error.

Las termocuplas podrían clasificarse atendiendo a varios criterios como material del que están construidas, su tolerancia o desviación, etc. Durante varios años ha habido diferentes organismos de estandarización de nacionalidades diferentes intentando normalizar la gran variedad de este tipo de sensores e incluso unificar sus criterios de normalización.

LAS TERMOCUPLAS ESTÁNDAR 

Hay siete tipos de termocuplas que tienen designaciones con letras elaboradas por el Instrument Society of America (ISA). El U.S. National Bureau of Standardg (NBS), por su parte, ha preparado tablas de correlación temperatura fem para estas termocuplas, las que han sido publicadas por el American National Standards Institute (ANSI) y el American Society for Testing and Materials (ASTM).

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE CADA TIPO DE TERMOCUPLA

Tipo B 

Capacidad para medir temperaturas levemente más altas, mayor estabilidad y resistencia mecánica, y su aptitud de ser utilizada sin compensación de junta de referencia para fluctuaciones normales de la temperatura ambiente. Resultan adecuadas para uso continuo en atmósferas oxidantes o inertes a temperaturas hasta 1.700º C. También resultan satisfactorias durante cortos períodos de tiempo en vacío. Baja tensión de salida ,incapacidad para ser utilizada en atmósferas reductoras (como ser hidrógeno o monóxido de carbono) y cuando se encuentran presentes vapores metálicos (eso es, de plomo o zinc ) o no metálicos (arsénico, fósforo o azufre). Nunca se la debe usar con un tubo de protección metálico. Tipo R Pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.400 ºC. La ventaja de la termocupla 

Tipo R 

sobre la Tipo B es su mayor fem de salida. Nunca se las deben usar en atmósferas reductoras, ni tampoco en aquellas que contienen vapores metálicos o no metálicos u óxidos fácilmente reducidos, a menos que se las protejan adecuadamente con tubos protectores no metálicos. Nunca deben ser insertadas directamente dentro de una vaina metálica. 

Tipo S 

La termocupla Tipo S es la termocupla original platino-rodio. Pueden ser utilizadas en forma continua en atmósferas oxidantes o inertes hasta 1.480º C. Tienen las mismas limitaciones que las termocuplas Tipo R y Tipo B pero son menos estables que la termocupla Tipo B cuando se las utiliza en vacío. 

Tipo J 

Para uso continuo en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes y en vacío hasta 760º C. Por encima de 540º C, el alambre de hierro se oxida rápidamente, requiriéndose entonces alambre de mayor diámetro para extender su vida en servicio. La ventaja fundamental de la termocupla Tipo J es su bajo costo. No se deben usar en atmósferas sulfurosas por encima de 540º C. A causa de la oxidación y fragilidad potencial , no se las recomienda para temperaturas inferiores a 0 ºC . No deben someterse a ciclos por encima de 760º C , aún durante cortos períodos de tiempo, si en algún momento posterior llegaran a necesitarse lecturas exactas por debajo de esa temperatura.

Tipo K 

Para uso continuo en vacío y en atmósferas oxidantes, reductoras e inertes. Su desventaja reside en él hecho de que su límite máximo de temperatura es de tan sólo 370º C para un diámetro de 3,25 mm. Resultan adecuadas para mediciones debajo de 0 ºC, pero se recomienda para ese propósito a las termocuplas 

Tipo E. 

Tipo E Posee la mayor fem de salida de todas las termocuplas estándar. Para un diámetro de 3,25 mm su alcance recomendado es - 200º C a 980º C. Estas termocuplas se desempeñan satisfactoriamente en atmósferas oxidantes e inertes, y resultan particularmente adecuadas para uso en atmósferas húmedas a temperaturas subcero a raíz de su elevada fem de salida y su buena resistencia a la corrosión.

LAS TERMOCUPLAS NO ESTÁNDAR: 

Hay muchos otros materiales que se utilizan para construir termocuplas además de aquellos que tienen asignada una denominación con letra por la ISA (IEC). Estas otras termocuplas exhiben características especiales que no se encuentran en los tipos estándar, lo cual las hace adecuadas para aplicaciones especiales. las características y la fem de salida pueden variar de un fabricante a otro, razón por la que se debe consultar al fabricante en relación a aplicaciones específicas. 

Características de las termocuplas no estándar: 

NicroSil(1) - NiSil(2) - ( níquel - cromo - silicio y níquel - silicio) - Calibración desde - 240 a 1.230°C; similar a la termocupla Tipo K, con una mejor estabilidad y mayor vida útil . 

Platino - 20% Rodio y Platino - 5% Rodio - Mayor vida útil respecto a las termocuplas tipos R, S y B a temperaturas más elevadas . 

Platino - 40% Rodio y Platino - 20% Rodio - Mayor vida útil respecto a las termocuplas tipos R, S y B a temperaturas más elevadas. 

Platino - 13% Rodio y Platino - 1 % Rodio - Mayor vida útil respecto a las termocuplas tipos R, S y B a temperaturas más elevadas. 

Platino - 15% Iridio y Paladio - Mayor f.e.m de salida que otras termocuplas de platino. 

Platino - 5% Molibdeno y Platino - 0,1 % molibdeno - Mayor resistencia a la radiación de neutrones en relación a otras termocuplas de platino. 

Iridio - 40% Rodio y Iridio - Mayor capacidad de temperatura que las termocuplas de platino - rodio. 

Iridio - 50% Rodio y Iridio - Mayor capacidad de temperatura que las termocuplas de platino - rodio. 

Rodio - 40% Rodio y Iridio Mayor capacidad de temperatura que las termocuplas de platino - rodio. 

Plantinel I y II (3) - F.e.m similar a la de las termocuplas Tipo K pero con una mayor estabilidad a la temperatura 

Geminol (4) - Mayor resistencia que las termocuplas Tipo K en atmósferas reductoras hasta 1.090°C. 

Thermo-Kanthal especial (5) - Calibración similar a la de las termocuplas Tipo K, pero con una mejor estabilidad. 

Tophel II(4) y Nial II (4) - Calibración similar a la de las termocuplas Tipo K, pero con una mayor resistencia. 

Chromel (6) (3-G-345) y Alumel (6) (3-G-196 ) - Mayor resistencia que la termocupla Tipo K a la oxidación de cromo en atmósferas oxidantes de bajo tenor. 

Tungsteno y Tungsteno - 26% renio - Capaz de medir temperaturas hasta 2.700 °C. 

Tungsteno - 3% Renio y Tungsteno - 25% renio - Capaz de medir temperaturas hasta 2.760 °C. 

Tungsteno - 5% Renio y Tungsteno - 26% renio - Capaz de medir temperaturas hasta 2.700 °C 

Aleación - Hierro vs. Chromel - Capacidad mejorada respecto a las termocuplas de medición de temperaturas hasta -185 °C 

Marcas registradas de : 

(1) Amax Speciality Metals Corp. (2) Amax Speciality Metals Corp. (3) Engelhard Industries Div. Engelhard Corp. (4) Driver - Harris Co. (5) Thermo-Kanthal Co. (6) Hoskins manufacturing Co.