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El termopar es un instrumento muy sencillo y económico, capaz de medir diferentes grados de temperatura; por su sencillez se utiliza en muchos sectores industriales.
El principio básico que aprovecha el termopar para su funcionamiento fue descubierto por el físico Thomas Johann Seebeck. En 1822 descubrió que en un circuito cerrado formado por dos conductores de distinta naturaleza y sometidos a un gradiente de temperatura, se establece una diferencia de potencial proporcional a las diferencias de temperatura.
En este vídeo descubriremos cómo funciona un Termopar, sus características y todas sus variantes.
Jaes se ocupa del sector de los suministros industriales desde hace más de 10 años y ofrece en su catálogo todo tipo de termopares de los principales fabricantes.
Este es un termopar. Es una sonda formada por 2 hilos de diferentes metales, soldados en un extremo, esta parte, denominada HOT JOINT, se posicionará en el ambiente a medir. Por otro lado tenemos en cambio el extremo que se llama COLD JOINT, de aquí partirán 2 conexiones metálicas, generalmente en cobre, que luego se engancharán a un instrumento de medición para detectar la temperatura percibida por la sonda.
Pero, ¿cómo funciona un termopar?
Imaginemos sostener una barra de cobre en la mano por un extremo, por el lado opuesto expongamos a una fuente de calor, una llama por ejemplo. El calor comenzará a extenderse por todo el largo de la barra hasta llegar a nuestra mano. Esto se debe a que el calor excita las moléculas y átomos presentes en la barra de cobre, lo que a su vez permitirá que los electrones libres se muevan con facilidad llegando a la parte más fría y calentándola. Esto sucede porque existe un GRADIENTE DE TEMPERATURA, o diferencia de temperatura de un punto a otro, en nuestro caso del punto más caliente al más frío de la barra de cobre. Si nos fijamos bien en las imágenes notaremos que la parte más fría ahora tiene más electrones con carga negativa, mientras que la parte caliente, privada de sus electrones, quedará cargada positivamente, gracias a esta diferencia podemos medir el potencial eléctrico presente en la barra de cobre, obteniendo un voltaje específico.
Ahora tomemos nuestro termopar y recordemos que para medir la temperatura necesitamos una diferencia de potencial. Si el Termopar estuviera formado por 2 hilos metálicos iguales, el calor se distribuirá de la misma forma y tendremos el mismo número de electrones. Al medir el voltaje notaremos que es igual a 0, porque no hay diferencia de potencial en un circuito formado por 2 hilos metálicos iguales.
De hecho, los termopares están compuestos por 2 hilos de diferentes metales, por ejemplo, cobre y hierro, que conducen el calor y liberan electrones de forma diferente, creando así una diferencia de potencial.
Esta diferencia se genera cuando se cierra el circuito del Termopar, con la ayuda de 2 hilos de cobre, llamados cables compensados, unidos a las respectivas uniones frías por un lado y a un multímetro por el otro, es posible convertir la diferencia de potencial en temperatura. .
Para que la medición sea precisa, la unión fría debe estar en un ambiente con una temperatura conocida, para compararla con la de la unión caliente; idealmente en el laboratorio la unión fría se sumergía dentro de una solución líquida de agua y hielo, por lo tanto a una temperatura constante de 0 °C, pero como no es muy práctica como solución, la tecnología corre en ayuda de la ciencia.
El principio básico que aprovecha el termopar para su funcionamiento fue descubierto por el físico Thomas Johann Seebeck. En 1822 descubrió que en un circuito cerrado formado por dos conductores de distinta naturaleza y sometidos a un gradiente de temperatura, se establece una diferencia de potencial proporcional a las diferencias de temperatura.
En este vídeo descubriremos cómo funciona un Termopar, sus características y todas sus variantes.
Jaes se ocupa del sector de los suministros industriales desde hace más de 10 años y ofrece en su catálogo todo tipo de termopares de los principales fabricantes.
Este es un termopar. Es una sonda formada por 2 hilos de diferentes metales, soldados en un extremo, esta parte, denominada HOT JOINT, se posicionará en el ambiente a medir. Por otro lado tenemos en cambio el extremo que se llama COLD JOINT, de aquí partirán 2 conexiones metálicas, generalmente en cobre, que luego se engancharán a un instrumento de medición para detectar la temperatura percibida por la sonda.
Pero, ¿cómo funciona un termopar?
Imaginemos sostener una barra de cobre en la mano por un extremo, por el lado opuesto expongamos a una fuente de calor, una llama por ejemplo. El calor comenzará a extenderse por todo el largo de la barra hasta llegar a nuestra mano. Esto se debe a que el calor excita las moléculas y átomos presentes en la barra de cobre, lo que a su vez permitirá que los electrones libres se muevan con facilidad llegando a la parte más fría y calentándola. Esto sucede porque existe un GRADIENTE DE TEMPERATURA, o diferencia de temperatura de un punto a otro, en nuestro caso del punto más caliente al más frío de la barra de cobre. Si nos fijamos bien en las imágenes notaremos que la parte más fría ahora tiene más electrones con carga negativa, mientras que la parte caliente, privada de sus electrones, quedará cargada positivamente, gracias a esta diferencia podemos medir el potencial eléctrico presente en la barra de cobre, obteniendo un voltaje específico.
Ahora tomemos nuestro termopar y recordemos que para medir la temperatura necesitamos una diferencia de potencial. Si el Termopar estuviera formado por 2 hilos metálicos iguales, el calor se distribuirá de la misma forma y tendremos el mismo número de electrones. Al medir el voltaje notaremos que es igual a 0, porque no hay diferencia de potencial en un circuito formado por 2 hilos metálicos iguales.
De hecho, los termopares están compuestos por 2 hilos de diferentes metales, por ejemplo, cobre y hierro, que conducen el calor y liberan electrones de forma diferente, creando así una diferencia de potencial.
Esta diferencia se genera cuando se cierra el circuito del Termopar, con la ayuda de 2 hilos de cobre, llamados cables compensados, unidos a las respectivas uniones frías por un lado y a un multímetro por el otro, es posible convertir la diferencia de potencial en temperatura. .
Para que la medición sea precisa, la unión fría debe estar en un ambiente con una temperatura conocida, para compararla con la de la unión caliente; idealmente en el laboratorio la unión fría se sumergía dentro de una solución líquida de agua y hielo, por lo tanto a una temperatura constante de 0 °C, pero como no es muy práctica como solución, la tecnología corre en ayuda de la ciencia.
Se instala un sensor en el multímetro para detectar la temperatura de la unión fría; La unión fría se prolonga, gracias a los cables compensados, dentro del multímetro adyacente al sensor de temperatura. El objetivo del sensor es detectar la temperatura de la unión fría y compensar la temperatura automática de la unión fría, en palabras simples procesa una conversión para asegurar que la unión fría esté siempre a 0 °C, como en el laboratorio.
La compensación se produce gracias a un algoritmo específico diseñado para esta situación; el procesador del instrumento mide la tensión eléctrica de las uniones y la suma a la temperatura de la unión fría, de esta forma obtenemos una cifra expresada en milivoltios (mV) que posteriormente es convertida por el propio aparato en grados centígrados, dando así nosotros la temperatura real de la unión caliente.
Ahora que hemos visto cómo funciona un termopar, hablemos de algunas de sus variaciones. Principalmente los termopares se clasifican según la temperatura mínima y máxima que pueden registrar, por lo que se componen de varios pares de metales diferentes.
El modelo marcado con la letra K es el más común, económico y disponible en multitud de formatos; compuesto por Chromel y Alumel, percibe un rango de medición que va desde -200°C hasta 1260°C.
El tipo J, por su parte, está compuesto por Hierro y Constantana, percibe temperaturas que van desde los –40 °C hasta los 750 °C, y son menos comunes que los tipo K porque son más limitados. Se utilizan en electrodomésticos más antiguos que no admiten el modelo K.
Los tipo T, compuestos por Cobre y Constantana, son muy similares al modelo J. Perciben temperaturas entre –200 °C y 400 °C, y se utilizan principalmente en laboratorios. Los modelos E, compuestos por Chromel y Constantana, son aptos para percibir bajas temperaturas porque son muy sensibles.
Los modelos E, compuestos por Chromel y Constantana, son aptos para percibir bajas temperaturas porque son muy sensibles.
El tipo N, compuesto por Nicrosil y Nisil, mide el intervalo entre 650°C y 1250°C, su estabilidad y resistencia a la oxidación en caliente les permite obtener excelentes resultados para altas temperaturas, de hecho son la solución más económica que termopares a base de platino.
Los tipos B, R y S son los compuestos por metales nobles, o platino en diferentes porcentajes. Son los termopares más estables, pero su baja sensibilidad limita su uso a medidas de altas temperaturas, por encima de los 300 °C.
Básicamente, los termopares deben elegirse en función del valor de temperatura a medir.
Anteriormente hablábamos de los cables alargadores, concretamente de los cables compensados, que prolongan la unión fría hasta el multímetro para una correcta medición. Estos cables se conectan a la unión fría a través de un conector; hay conectores para cada tipo de termopar y están construidos con el mismo material para evitar interferencias no deseadas, en el caso muy probable de que el conector no se pueda mantener a una temperatura constante.
Aquí termina nuestro recorrido en el sector de los termopares, una herramienta indispensable en muchos campos industriales.
La compensación se produce gracias a un algoritmo específico diseñado para esta situación; el procesador del instrumento mide la tensión eléctrica de las uniones y la suma a la temperatura de la unión fría, de esta forma obtenemos una cifra expresada en milivoltios (mV) que posteriormente es convertida por el propio aparato en grados centígrados, dando así nosotros la temperatura real de la unión caliente.
Ahora que hemos visto cómo funciona un termopar, hablemos de algunas de sus variaciones. Principalmente los termopares se clasifican según la temperatura mínima y máxima que pueden registrar, por lo que se componen de varios pares de metales diferentes.
El modelo marcado con la letra K es el más común, económico y disponible en multitud de formatos; compuesto por Chromel y Alumel, percibe un rango de medición que va desde -200°C hasta 1260°C.
El tipo J, por su parte, está compuesto por Hierro y Constantana, percibe temperaturas que van desde los –40 °C hasta los 750 °C, y son menos comunes que los tipo K porque son más limitados. Se utilizan en electrodomésticos más antiguos que no admiten el modelo K.
Los tipo T, compuestos por Cobre y Constantana, son muy similares al modelo J. Perciben temperaturas entre –200 °C y 400 °C, y se utilizan principalmente en laboratorios. Los modelos E, compuestos por Chromel y Constantana, son aptos para percibir bajas temperaturas porque son muy sensibles.
Los modelos E, compuestos por Chromel y Constantana, son aptos para percibir bajas temperaturas porque son muy sensibles.
El tipo N, compuesto por Nicrosil y Nisil, mide el intervalo entre 650°C y 1250°C, su estabilidad y resistencia a la oxidación en caliente les permite obtener excelentes resultados para altas temperaturas, de hecho son la solución más económica que termopares a base de platino.
Los tipos B, R y S son los compuestos por metales nobles, o platino en diferentes porcentajes. Son los termopares más estables, pero su baja sensibilidad limita su uso a medidas de altas temperaturas, por encima de los 300 °C.
Básicamente, los termopares deben elegirse en función del valor de temperatura a medir.
Anteriormente hablábamos de los cables alargadores, concretamente de los cables compensados, que prolongan la unión fría hasta el multímetro para una correcta medición. Estos cables se conectan a la unión fría a través de un conector; hay conectores para cada tipo de termopar y están construidos con el mismo material para evitar interferencias no deseadas, en el caso muy probable de que el conector no se pueda mantener a una temperatura constante.
Aquí termina nuestro recorrido en el sector de los termopares, una herramienta indispensable en muchos campos industriales.