CONSTRUCCIÓN DE TERMOCUPLAS

CONSTRUCCIÓN DE TERMOCUPLAS

FUNDAMENTO TEORICO

Una termocupla es un transductor de temperatura, constituído por dos alambres, que desarrolla una f.e.m. que es función de la diferencia de temperatura entre sus uniones fría y caliente. Las termocuplas se fabrican con metales puros o aleaciones con dos alambres de distinto material unidos por unextremo. Se usan para medir temperaturas desde 77 a 1500K pero con aleaciones especiales puede llegarse hasta temperaturas de 3000K. Se basa en el efecto termopar descubierto por Seebeek en 1821.

Calibración de la termocupla: Cuando en una sustancia pura coexisten dos fases en equilibrio, su temperatura permanece constante (¿Por qué?); cuanto mayor es la pureza de dicha sustancia, más precisa resulta la determinación de la temperatura del cambio de fase. Teniendo en cuenta esto para calibrar la termocupla se emplean como referencia los puntos de fusión (Tf) de la Tabla I.

La termocupla a calibrar se conecta a un multímetro digital munido de una salida RS-232 mediante la cual puede conectarse a una PC. A los efectos de optimizar la sensibilidad de lectura de la señal de la termocupla, ésta será conectada a un amplificador como muestra la Fig. 6. La ganancia del amplificador se ajustará a fin de determinar la Tf de todos los materiales sin saturarlo, esto es, por ejemplo utilizando la escala de 0 a 2V del multímetro. (Para establecer la ganancia óptima considere la máxima tensión que brindará la termocupla a calibrar, la tensión de saturación del amplificador (la de su alimentación) y la resolución del multímetro en sus diferentes escalas.

Temperatura de fusión de algunas sustancias:

SUSTANCIA PUNTO DE FUSION ºC

ZINC 419

PLOMO 327

ESTAÑO 238

BICARBONATO DE POTACIO 398

NITRATO DE POTASIO 337

NAFTALINA 80

FENOL 41

-REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS materiales, para la fabricación de termocuplas.

Resistencia al calor

Resistencia mecánica

Inercia química

Homogeneidad termoeléctrica

Estabilidad y reproductibilidad de las características termoeléctrica

Alta sensibilidad

Resistencia al calor: la resistencia al calor y la resistencia mecánica determinan el limite superior de la temperatura de uso de los materiales para electrodos. Al aumentar la temperatura en la zona de trabajo(punta calienta) de la termocupla . disminuye la resistencia mecánica, se produce la interaccion química de los electrodos con el medio circundante los cuerpos rozantes y entre si ; se produce la recristalizacion, la sublimación, etc.

En altas temperaturas es importante tomar en cuenta: las posibles interacciones químicas con el otro material apareado, el medio ambiente y las piezas cerámicas rozantes de la armadura.

La estabilidad y reproductibilidad dela característica termoeléctrica de los amteriales determinan con exactitud de las mediciones de la temperatura.

Matweriales Rango de medición

Temperatura de uso prolongado ºC Temperatura de uso breve(hasta 90hoaras ºC)

Platino rodio(10% de rodio) y platino 0 – 1300 1600

Platino rodio(30% de rodio) y platino(6% de rodio) 300 – 1600 1800

Tungsteno reniado(5% de renio) Tungsteno reniado(20% de renio) 0-2200 2500

Cromel

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