Classificação Termopares Grupos Básicos, Nobres ou Platina e Especiais
Em primeiro lugar vamos analisar os termopares básicos.
Eles são utilizados na indústria e possuem maior apelo comercial e a temperatura máxima de trabalho seria de 1.150°C (termopares tipo “K” e tipo “N”).
Também está incluindo neste grupo os termopares tipo “T” que podem ser usados inclusive em temperatura negativas até -200°C.
Em segundo lugar temos os termopares nobres formados por elementos a base de platina e ródio. São usados em temperatura cujo limite é de 1.780°C.
Uma característica importante destes termoelementos é que são formados por platina e ródio é o seu alto custo os diferencia entre os básicos. A diferença de preço entre termopares básicos usados em 1.150°C e os nobres usados em 1.250°C pode ser da ordem de 4:1 (4 por 1).
Por outro lado, os termopares ditos nobres em algumas situações podem ser usados em temperatura inferiores a 1.150°C devido a sua alta estabilidade.
Em terceiro lugar temos os termopares especiais, que são poucos comercializados e usados na industria em situações bem pontuais. Estes termopares normalmente são usados para medidção de temperatura acima de 1.820°C
Termopares e a Sensibilidade dos Instrumentos na medição de Temperatura
Existem várias combinações de 2 metais condutores operando como termopares.
As combinações de fios metálicos existentes precisam ter como características principal as de um termopar. Isso significa que devem possuir uma relação razoavelmente linear entre a temperatura e f.e.m. medida.
Um outro ponto importante é que os fios metálicos escolhidos como elementos de um termopar, possam desenvolver uma f.e.m. por grau de mudança de temperatura, que seja detectável pelos equipamentos normais de medição.
Os instrumentos de medição (indicadores e controladores de temperatura) e os Termopares Básicos Nobres e Especiais
Há 20 anos a sensibilidade dos instrumentos de medição de temperatura (indicadores e controladores) era um ponto importante a ser considerado. Como essa sensibilidade não havia muito como melhor em termos de circuito, restava conseguir fios termopares com alta potência.
Quanto maior a potência dos fios termopares, melhor seria os resultados nas medições de temperatura. Desta forma hoje com instrumentos de medição fabricados com microprocessadores de última geração, essa condição deixa de ser relevante.
O custo dos fios Termopares Básicos Nobres e Especiais
Ao longo dos tempos foram desenvolvidas diversas combinações de pares de Ligas Metálicas destinadas a fabricação de termopares. O custo da matéria prima destes fios sempre foi uma preocupação constante pois o mercado sempre teve uma tendência a isso.
Os de menores custos e que abrangem as faixas mais comuns de temperatura para o uso industrial, sobressaíram sobre os demais. Isso a 20 anos atrás acabou ditando regras que seguimos até hoje como é o exemplo do termopar J (Ferro Constantan).
Este termopar não tinha a melhor potência termoelétrica em relação ao seu concorrente, mas era o mais em conta. O seu concorrente direto o termopar tipo E (Cromel Constantan) tinha na sua composição ligas mais nobres.
Termopares de platina
Os termopares mais sofisticados para uso especial ou restrito a laboratório sempre foram em sua composição a base de platina. No caso destas ligas de platina a repetibilidade destes termopares eram bem superiores aos de uso comum ou básicos.
Essas combinações foram feitas de modo a se obter uma alta potência termoelétrica, aliando-se ainda as melhores características como homogeneidade dos fios e resistência à corrosão.
Essa situação é verificada levando em consideração também a sua faixa de temperatura de utilização, assim cada tipo de termopar tem uma faixa ideal de trabalho. Essa faixa precisa ser respeitada para que a maior vida útil do termopar seja alcançada.
Classificação dos Termopares Básicos Nobres e Especiais
Classificação Termopares Grupos Básicos, Nobres ou Platina e Especiais; segue as características de cada um dos três grupos, a saber:
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Temperaturas ao longo do termopar interfere nas medidas?
Termometria, significado
Termometria significa “Medição de Temperatura”. Eventualmente o termo Pirometria é também aplicado com o mesmo significado, porém, baseando-se na etimologia das palavras, podemos definir:
- PIROMETRIA – Medição de altas temperaturas, na faixa onde os efeitos de radiação térmica passam a se manifestar.
- CRIOMETRIA – Medição de baixas temperaturas, ou seja, aquelas próximas ao zero absoluto de temperatura.
- TERMOMETRIA – Termo mais abrangente que incluiria tanto a Pirometria, como a Criometria que seriam casos particulares de medição.
NOÇÃO DE TEMPERATURA ‑ EQUILÍBRIO TÉRMICO
A noção de Temperatura tem sua origem na sensação de “Quente” ou “Frio”, que experimentamos no contato com os corpos. Por imperfeito que seja, o sentido do tato nos permite constatar que as propriedades do corpo variam, quando ele se aquece ou se resfria. Vejam os exemplos a seguir:
- Uma barra, um fio, alonga‑se quando o aquecemos; é o fenômeno da Dilatação Linear.
- Um sólido aumenta o volume ao ser aquecido; é o fenômeno da Dilatação Cúbica.
- Se aquecermos um balão de vidro cheio d’água, o nível baixa a princípio, devido à dilatação do invólucro, mas sobe depois, ultrapassando o nível primitivo, o que mostra que a Dilatação dos Líquidos é, geralmente maior do que a dos sólidos.
- Quando se mantém constante a pressão, um gás aumenta o seu volume com o aquecimento.
- A resistência elétrica de um fio metálico aumenta quando o aquecemos. Seja um fio condutor levado ao vermelho sombrio pela corrente elétrica que o percorre e resfriado por imersão em água de urna parte do fio. A parte não mergulhada se torna vermelho vivo, o que indica passagem de corrente mais intensa e, portanto, diminuição da resistência na parte mergulhada.
Em resumo, sem tocá‑lo, podemos saber se um corpo se aquece ou se resfria mediante o exame da variação de uma de suas propriedades.
IMPORTÂNCIA TEMPERATURA NA INDUSTRIA
Então define-se temperatura como:
O grau de agitação térmica das moléculas.
Temperatura é o grau de calor ou frio, representado em uma escala definida. Todas as substâncias acham‑se constituídas por uma enorme quantidade de pequenas partículas, as moléculas, que se encontram em contínuo movimento.
Quanto mais rápido o movimento das moléculas, mais quente se apresenta o corpo e, quanto mais lento o movimento, mais frio se apresenta o corpo. Esta condição pode ser descrita como um potencial térmico ou como uma energia efetiva da substância. O grau de temperatura é o número dado a este atributo.
A definição de qualquer grandeza deve começar pela definição de grandezas iguais. Após as noções que acabamos de dar sobre temperatura, é conveniente, em primeiro lugar, precisar as condições em que dois corpos terão a mesma temperatura, ou ainda, estarão em equilíbrio térmico.
A observação corrente mostra que, estando um corpo “Quente” e um “Frio” em presença um do outro (em íntimo contato), o primeiro se resfria e o segundo se aquece, ou ainda, que a diferença de temperatura entre os dois corpos diminui com o tempo, como se houvesse tendência para a equalização das temperaturas.
Podemos afirmar que a “temperatura de um sistema é a propriedade que determina se um sistema está ou não em equilíbrio térmico com outros sistemas”.
Assim, a temperatura de todos os sistemas em equilíbrio térmico pode ser representada por um número estabelecido em uma escala empírica de temperatura.
Baseados neste princípio são construídos os detectores de temperatura, os quais, em equilíbrio térmico com o meio ou com o corpo que se quer medir, fornecem a indicação da temperatura.
DEFINIÇÃO DE CALOR
“O Calor consiste dos diminutos movimentos das partículas de um corpo” – Isaac Newton
É a energia cinética das moléculas, energia em trânsito.
Equilíbrio Térmico
Do maior potencial ao menor. Ausência de troca de energia entre os corpos.
Quanto maior a temperatura de um corpo, maior a vibração das moléculas.
A importância da teoria e dos conceitos em Classificação Termopares Grupos Básicos, Nobres ou Platina e Especiais
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Termopares são fios metálicos necessariamente de materiais diferentes que quando soldados e aquecidos neste ponto, observa-se uma milivoltagem que se apresenta de modo proporcional a temperatura, e assim são elementos que se assemelham a termo pilhas.
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