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Os termopares são importantes dispositivos de medição de temperatura que são utilizados numa variedade de aplicações.

Os termopares servem frequentemente como elementos de monitorização e controlo e são utilizados com sucesso para esses fins.

Abaixo encontrará o princípio funcional, os respectivos tipos de termopares e as suas áreas específicas de aplicação, outras áreas em que são utilizados, as suas vantagens, desafios e desvantagens, bem como as tendências tecnológicas:

O princípio de funcionamento:

Nos termopares, diferentes metais são unidos a uma certa distância, geralmente por juntas de solda. Uma junta é um ponto de medição, a outra serve como ponto de referência. Se prevalecerem temperaturas diferentes nestes dois pontos de ligação, é gerada uma tensão eléctrica termoeléctrica entre estes pontos de contacto, o que provoca a passagem de uma corrente pequena mas mensurável. Este fenómeno é também conhecido como efeito Seebeck.

Tipos de termopares:

Os fabricantes de termopares distinguem entre os tipos K, N, J, E, T, R, S e B. Estes tipos destinam-se a diferentes aplicações e gamas de temperatura e são classificados de acordo com a seguinte definição

1. Tipo K: Os termopares NiCr-NiAl são adequados para atmosferas de gás oxidante ou inerte até 1200 °C.

2. Tipo J: Os termopares Fe-CuNi são utilizados no vácuo, em atmosferas de gás de proteção e para aplicações de oxidação e redução até 750 °C.

3. Tipo N: Os termopares NiCrSi-NiSi são utilizados em atmosferas oxidantes, atmosferas de gás inerte e atmosferas secas até 1200 °C. A exatidão a altas temperaturas é muito elevada. No entanto, as atmosferas não devem conter enxofre.

4. Tipo E: Os termopares NiCr-CuNi podem ser utilizados em atmosferas oxidantes ou de gás inerte até temperaturas de 900 °C. O tipo E atinge a tensão termoeléctrica mais elevada de todos os termopares.

5. Tipo T: Os termopares Cu-CuNi também podem ser utilizados a temperaturas inferiores a 0 °C até 350 °C em atmosferas oxidantes, redutoras e de gás inerte. São também insensíveis à ferrugem em atmosferas húmidas.

6.TIPO S: Os termopares Pt10%Rh-Pt são adequados para utilização contínua em atmosferas oxidantes ou de gás inerte até 1600 °C. As impurezas devem ser evitadas, uma vez que provocam fragilidade.

7. Tipo R: Os termopares Pt13%Rh-Pt são adequados para uso contínuo em atmosferas oxidantes ou de gás inerte até 1600 °C. Devem ser evitadas influências contaminantes para prevenir a fragilização.

8. Tipo B: Os termopares Pt30%Rh-Pt6%Rh podem ser utilizados permanentemente em atmosferas oxidantes ou de gás inerte até 1700 °C. Podem também ser utilizados em ambientes de vácuo durante curtos períodos de tempo. As influências contaminantes devem ser evitadas de modo a prevenir a fragilização.

Áreas de aplicação:

1. Indústria:
Os termopares são frequentemente utilizados em processos de produção para monitorizar temperaturas em fornos, caldeiras e outros equipamentos.

2. Produção de eletricidade:
Podem ser encontrados em centrais eléctricas para monitorizar as condições de temperatura em turbinas, caldeiras de vapor e sistemas de combustão.

3. Processamento de alimentos:
monitorização das temperaturas durante o processamento, armazenamento e preparação de alimentos para garantir a segurança alimentar.

4. Indústria química: Utilizado para monitorizar as temperaturas de reação em processos químicos.

5. Indústria automóvel: Utilizado para monitorizar a temperatura do motor, a temperatura dos gases de escape e em sistemas de ar condicionado.

6. Aplicações médicas:
Os termopares são também utilizados em dispositivos médicos para uma monitorização precisa da temperatura.

Vantagens dos termopares:

• Ampla gama de temperaturas: os termopares podem medir temperaturas extremamente altas e baixas.
• Robustez: São duráveis e resistentes ao impacto mecânico, o que os torna ideais para ambientes agressivos.
• Tempos de resposta rápidos: Os termopares respondem rapidamente às mudanças de temperatura, o que os torna adequados para aplicações em tempo real.
• Custo-benefício: São económicos em comparação com outros dispositivos de medição de temperatura, especialmente em grandes volumes.

Desafios e desvantagens:

• Calibração: os termopares têm de ser calibrados regularmente para garantir leituras exactas.
• Precisão limitada: A sua precisão pode ser afetada por condições ambientais, tais como interferências eléctricas.
• Corrosão: Alguns tipos são susceptíveis à corrosão, especialmente quando utilizados em ambientes agressivos.
• Gradientes de temperatura: Se o termopar não estiver corretamente posicionado, podem ocorrer gradientes de temperatura, distorcendo as leituras.

Tendências tecnológicas:

• Integração da IoT: os termopares estão a ser cada vez mais integrados em sistemas habilitados para IoT que permitem a monitorização em tempo real e o acesso remoto.
• Miniaturização: Os avanços na tecnologia de sensores levaram ao desenvolvimento de termopares mais pequenos e mais precisos que podem ser utilizados em aplicações compactas.
• Análise de dados: O uso de big data e aprendizado de máquina para analisar dados de temperatura para identificar padrões e permitir a manutenção preditiva.

Os termopares são soluções versáteis e económicas para a medição da temperatura em vários sectores. Oferecem uma elevada robustez e uma vasta gama de temperaturas, o que os torna adequados para muitas aplicações. No entanto, ao utilizá-los, é necessário prestar atenção à calibração, instalação e condições ambientais para garantir a precisão e fiabilidade das medições.

Eis os critérios mais importantes a ter em conta na compra de termopares:

Ao comprar termopares, há uma série de factores importantes que devem ser considerados para garantir que os sensores selecionados cumprem os requisitos específicos.

• Determinar a gama de temperaturas em que o termopar vai ser utilizado. Diferentes tipos de termopares (por exemplo, tipo K, tipo J, tipo T) são adequados para diferentes gamas de temperatura. O tipo K, por exemplo, é adequado para temperaturas até aprox. 1260 °C, enquanto o tipo T é melhor para temperaturas mais baixas.
• O tipo de termopar (K, J, T, N, E, etc.) baseia-se nos metais utilizados. Cada tipo tem propriedades e custos diferentes. Escolha o tipo correto em função da gama de temperaturas pretendida, da precisão e do ambiente de aplicação.
• Considere o ambiente de trabalho, como a humidade, a vibração, a exposição a produtos químicos ou condições abrasivas. Os termopares devem ser adequados para o ambiente específico, por exemplo, resistentes à corrosão ou ao calor.
• Os termopares têm diferentes níveis de precisão. Escolha um tipo com a precisão necessária para a sua aplicação (por exemplo, classe 1 ou classe 2 de acordo com a norma IEC 60584).
• A escolha do material e o design do termopar devem ser adaptados à vida útil, especialmente em ambientes industriais exigentes. Certos materiais, como os poços termométricos em aço inoxidável, oferecem uma maior durabilidade em ambientes agressivos.
• Em processos dinâmicos, o tempo de resposta rápido pode ser crítico. Os termopares mais finos reagem mais rapidamente às alterações de temperatura, enquanto os modelos mais espessos são mais lentos mas mais robustos.
• Os poços termométricos feitos de materiais como cerâmica ou aço inoxidável afectam o tempo de resposta e a durabilidade. Poderá ser necessário um revestimento protetor adequado para proteger o termopar de danos, mas tenha em atenção que isso pode reduzir a velocidade de resposta.
• Verificar se o termopar é calibrado na fábrica e quais as normas de calibração que são respeitadas (por exemplo, ISO, IEC). A calibração regular é importante para garantir leituras exactas.
• Os termopares estão sujeitos ao envelhecimento do material e podem tornar-se menos precisos com o tempo.
• Os cabos que ligam o termopar ao sistema de medição devem ser feitos dos mesmos materiais que os fios do termopar para evitar erros de medição. São frequentemente necessários cabos de compensação especiais.
• Certifique-se de que o comprimento dos cabos e a blindagem (por exemplo, contra interferência electromagnética) satisfazem os seus requisitos. Cabos longos podem levar a perda de sinal ou interferência.
• verifique se o termopar tem as ligações corretas para o seu dispositivo de medição ou sistema de controlo (por exemplo, conectores, ligações de terminais).
• O preço varia consoante o tipo, o material e a precisão do termopar. Pesar o preço em relação à vida útil esperada, requisitos de manutenção e custos de calibração.
• Considerar o custo das peças sobresselentes e da manutenção regular. Em determinadas aplicações industriais, os termopares têm de ser substituídos frequentemente.
• Certifique-se de que o termopar está em conformidade com as normas e certificações aplicáveis, como a ISO 9001, IEC 60584 ou ASTM E230.
• Em certas indústrias (por exemplo, farmacêutica, processamento de alimentos, química), são necessárias certificações e documentação especiais (por exemplo, conformidade com a FDA).
• Preste atenção ao apoio técnico e ao serviço de apoio ao cliente do fabricante, especialmente se forem necessárias calibrações ou peças sobresselentes. Um serviço rápido e fiável é particularmente importante para aplicações industriais.
• Certifique-se que o termopar está em conformidade com os regulamentos de segurança relevantes, especialmente se for utilizado em ambientes perigosos ou potencialmente explosivos (por exemplo, sensores compatíveis com ATEX).
• Em aplicações de alta temperatura, os termopares devem ser concebidos para proteção contra sobreaquecimento ou danos causados por temperaturas extremas.
• considere se a sua monitorização de temperatura pode ser alargada no futuro. Escolha termopares e acessórios que sejam escaláveis e possam ser integrados em sistemas de monitorização e controlo maiores.
• Considere a integração de termopares em sistemas de controlo modernos ou na Internet das Coisas (IoT) para permitir a monitorização automatizada da temperatura e a análise de dados.

Ao comprar termopares, é importante considerar a aplicação, a precisão, as condições ambientais e a gama de temperaturas. A escolha certa depende da construção robusta, do tempo de resposta, dos requisitos de calibração e da fiabilidade do fabricante. Um planeamento e uma análise cuidadosos destes factores ajudarão a otimizar a eficiência da monitorização da temperatura e a poupar custos a longo prazo.

Os termopares podem ser adquiridos a vários fornecedores. No Exportpages pode encontrar informações completas sobre fabricantes e fornecedores de Termopares de todo o mundo.