Todo sobre los termopares: principio de funcionamiento y aplicaciones

Los termopares son dispositivos avanzados para la medición precisa de la temperatura, que incluyen múltiples tiras bimetálicas de dos hilos unidos por el extremo. Se induce una tensión termoeléctrica cuando la unión de estos hilos se encuentra en presencia de una diferencia de temperatura mientras una de las puntas se mantiene a una temperatura más fría.

El principal objetivo de un termopar es detectar las más pequeñas fluctuaciones de temperatura que se producen en un periodo cualquiera. Son muy solicitados en lugares con aplicaciones que requieren el máximo nivel de precisión. Gracias a su capacidad de personalización y a su variada gama de diseños de productos basados en múltiples factores, son un dispositivo de medición muy fiable que produce resultados óptimos y eficaces.

¿Qué son los termopares?

Un termopar es un sensor de temperatura que emplea dos tipos de hilos soldados por una sola unión, formando un empalme. Esta unión, al entrar en contacto con temperaturas fluctuantes, genera una pequeña tensión que se mide. Estos dispositivos ofrecen una respuesta rápida y una gran durabilidad, lo que los convierte en un estándar del sector.

Características principales:

• Los termopares están equipados para medir temperaturas que van desde rangos muy altos a extremadamente bajos.
• Se fabrican con materiales robustos, lo que garantiza que sus prestaciones permanezcan intactas en los entornos más duros y en todo tipo de condiciones corrosivas.
• Los termopares, puestos a prueba frente a otros dispositivos utilizados, salen vencedores a la vez que resultan más baratos y mantienen unos rendimientos constantes.
• Son mucho más versátiles y de construcción más sencilla que otros competidores del mercado.

¿Cómo funciona un termopar?

Un termopar emplea dos hilos de metales distintos unidos por un extremo y puestos en contacto con calor, y una corriente estable circula constantemente por el circuito. Cuando se produce una rotura en el centro del circuito, se rompe el bucle del circuito y se produce una tensión de circuito abierto. Esta tensión en circuito abierto se denomina tensión Seebeck. Esta tensión está correlacionada con la temperatura en la unión que se calienta o se enfría. Los termopares, debido a la unión expuesta, ofrecen una respuesta rápida y lecturas precisas.

¿Cómo se clasifican los termopares?

• Tipo K (Chromel-Alumel): Se utilizan ampliamente en múltiples industrias con temperaturas que oscilan entre -200°C a 1260°C.
• Tipo J (Hierro-Constantan): Se utilizan en industrias que requieren diferentes temperaturas que oscilan entre unos 40 y 750°C. La oxidación aparece como una gran limitación para este tipo, lo que lleva a fabricar menos piezas.
• Tipo T (Cobre-Constantan): Se consideran los más fiables para valores de temperatura más bajos, comprendidos entre -200°C y 350°C.
• Tipo S (Platino-Rodio): industrias con aplicaciones que requieren medición de valores a alta temperatura. El valor de temperatura oscila hasta 1480°C.

¿Cómo configurar el termopar?

Un termopar ofrece una gran variedad de opciones en cuanto al diámetro del dispositivo, el material del hilo, la temperatura de proceso y mucho más. Cuando intente configurar su termopar, asegúrese de conocer bien los requisitos del trabajo.

• Diámetro: Elija el diámetro adecuado en función del lugar y del requisito de respuesta rápida a la temperatura. Un diámetro más fino garantiza una respuesta más rápida sin descuidar la durabilidad en entornos difíciles.
• Tipo de unión: Seleccione entre Conexión a tierra (respuesta más rápida pero propensa a las perturbaciones eléctricas) o Conexión sin conexión a tierra (más adecuada para entornos sensibles y reducción de las perturbaciones eléctricas).
• Longitud del cable: Tome una medida exacta de la longitud de cable necesaria desde la colocación del sensor hasta el lugar de lectura de la señal. Es esencial tener en cuenta las obstrucciones, las zonas de alta EMI y la holgura adicional para facilitar la instalación.
• Material del plomo: La fibra de vidrio ofrece un rendimiento eficiente y eficaz a temperaturas más altas, mientras que el teflón brinda una resistencia química y maleabilidad. La elección de uno u otro depende de sus necesidades.
• Protección: Cuando se trata de entornos difíciles, es aconsejable añadir un cable blindado o una trenza de acero inoxidable para que el dispositivo esté más seguro y protegido.

Aplicaciones de los termopares

Los termopares son sensores de temperatura polifacéticos que se utilizan en una amplia gama de industrias y aplicaciones, todo ello gracias a su precisión, durabilidad y capacidad para medir la temperatura en amplios rangos. Las industrias automovilística y manufacturera las han empleado en gran medida, mientras que otros sectores también han optado cada vez más por su uso.

• Automóviles: Los termopares se han utilizado en la industria del automóvil para medir con precisión las temperaturas de los componentes de los vehículos, incluidos los motores y los sistemas de escape, con fines de rendimiento y seguridad.
• Fabricación: Los termopares se utilizan para supervisar las temperaturas de la maquinaria, controlar la temperatura de los moldes y otras prácticas de fabricación para mantener la calidad y la eficacia.
• Proceso industrial: Industrias como la transformación de metales, la fabricación de productos químicos y la generación de energía recurren en gran medida a estos termopares para controlar las temperaturas en hornos, estufas y reactores.
• Médico: Los hospitales utilizan termopares para medir y calibrar con precisión las temperaturas de máquinas avanzadas como incubadoras, esterilizadores y otros equipos de diagnóstico utilizados para el cuidado de los pacientes.

Ventajas de los termopares

Los termopares son uno de los mejores equipos de medición de temperatura de la industria, todo ello gracias al principio fundamental y a la variación del diseño que favorece la funcionalidad. Al ofrecer un método de lectura preciso y una salida fiable, manteniendo al mismo tiempo la rentabilidad, los termopares atraen cada vez a más sectores a emplearlos. Algunas de las ventajas de estos dispositivos son

• Gama de temperaturas: Estos pequeños dispositivos tienen un rango de trabajo extraordinario, lo que les permite realizar mediciones precisas a temperaturas extremas.
• Tiempo de respuesta rápido El diseño ligero de permite que los termopares respondan rápidamente a los cambios de temperatura y garantiza que se registren incluso los cambios más pequeños.
• Relación coste-eficacia Los termopares se han destacado por ser los sensores de temperatura más económicos a la vez que garantizan la precisión.
• Durabilidad y resistencia: Los termopares están hechos para adherirse al duro entorno, y su resistencia a la tensión mecánica y las vibraciones los hace favorables.

Tendencias futuras en el mercado de los termopares

A medida que evoluciona la tecnología, las industrias de termopares se han puesto las pilas y trabajan constantemente para ofrecer un producto más eficiente y eficaz que garantice una mayor precisión de salida y un mejor tiempo de respuesta. Es un método evolucionado que implica la detección de la temperatura eliminando la necesidad de cables.

La fabricación de un termopar inalámbrico permitirá recoger datos a distancia para un uso más profundo. Con el creciente uso de diferentes materiales como el grafeno, considerado por sus asombrosas propiedades de resistencia al calor para la fabricación, podemos lograr un impulso excepcional para las industrias de sensores de termopares.

Conclusión

Los termopares se han consolidado como equipos fiables y duraderos que ofrecen una precisión excepcional y una respuesta rápida a todas las industrias que los emplean. El hecho de ofrecer una gama variada de mediciones de temperatura y precisión, manteniendo al mismo tiempo su rentabilidad, los hace deseables para diversos sectores emergentes del mercado.