Principi de funcionament dels termoparells

Els termoparells funcionen basant-se en els principis de la teoria termoelèctrica: com s'ha esmentat anteriorment, quan la temperatura a l'extrem calent canvia en relació amb la temperatura a l'extrem fred, un circuit tancat compost per cables metàl·lics diferents generarà un canvi de tensió.
Per obtenir una comprensió més intuïtiva de la funció d'aquest principi, es pot imaginar que quan es col·loca una olla de fons pla sobre una estufa de gas, l'energia tèrmica es transferirà ràpidament al llarg del mànec fins a l'extrem de baixa temperatura de la mà. De fet, l'energia elèctrica també es transfereix d'aquesta manera, però l'efecte no és tan evident.
El motiu d'això és perquè hi ha una diferència de temperatura entre els dos "punts finals" del circuit: quan la diferència de temperatura entre els punts finals genera una força electromotriu, es genera un corrent i els termoparells utilitzen el voltímetre que l'acompanya per mesurar el corrent. Si se sap que el termopar té una temperatura inicial estable a l'extrem de baixa temperatura, pot utilitzar aquestes lectures de tensió per calcular la lectura precisa de la temperatura a l'extrem calent.
Un altre punt a tenir en compte és que si la temperatura dels dos punts extrems és la mateixa, la força electromotriu generada a cada punt final s'anul·larà mútuament, fent que el corrent net que flueix pels extrems sigui zero.
El tipus de termoparell
Com s'ha esmentat anteriorment, al mercat actual es venen diversos tipus de termoparells, destinats a fer front a diferents escenaris d'aplicació o reptes ambientals, especialment en diferents rangs de temperatura. Normalment es distingeixen per lletres, i els graus de termoparell més comuns són J, K, L, N i T.
Aquestes lletres estan pensades per representar diferents combinacions metàl·liques utilitzades als terminals del circuit de termoparells. Això afectarà directament la sensibilitat general a la temperatura i el rang de funcionament segur de l'equip.
En aquesta secció d'aquesta guia, presentarem alguns tipus i configuracions diferents de termoparells per entendre el seu entorn d'ús i el seu rang de temperatura.
Termoparell tipus K
El tipus més utilitzat en moltes indústries i departaments. El termoparell de tipus K es compon de diferents cables basats en níquel (generalment aliatge de crom/aliatge d'alumini), que és un termoparell molt rendible que pot aconseguir una precisió fiable en un ampli rang de temperatures de funcionament.
Els termoparells de tipus K s'utilitzen normalment dins del rang de -200 a +1260 graus , amb una precisió de desviació estàndard de ± 0,75%.
Els termoparells de tipus K utilitzen materials basats en níquel i tenen una àmplia gamma d'aplicacions potencials, és a dir, els seus cables poden ser adequats per a un ampli rang de temperatures i també tenen una resistència estable a la corrosió i a l'oxidació.
Els cables de termoparell de tipus K solen estar formats per aproximadament un 90% de níquel i un 10% de crom com a elèctrode positiu, i aproximadament un 95% de níquel, 2% d'alumini, 2% de manganès i 1% de silici com a elèctrode negatiu.

Termoparell tipus J
Aquest és un altre tipus molt utilitzat, amb un rang de temperatures més petit que el dels termoparells de tipus K (-40 a+750 graus), i la seva vida útil total també s'escurçarà si s'exposa a temperatures altes amb freqüència. L'elèctrode positiu del termoparell de tipus J està fet de filferro de ferro i l'elèctrode negatiu està fet d'aliatge de coure níquel (constantan).
És un termoparell relativament econòmic amb múltiples usos, especialment adequat per a atmosferes reduïdes (no oxidants) i entorns de buit, capaç de llegir dades de nombrosos tipus d'equips antics i materials inerts. Tanmateix, el ferro del termoparell de tipus J s'oxida fàcilment i no es recomana utilitzar aquest tipus si el termoparell ha d'estar exposat a la humitat.
Termoparells 5
Termoparell tipus N
El cable es compon d'aliatge de níquel crom silici níquel silici (níquel, crom i silici), amb un rang de temperatura de treball de -270 a+1300 graus i moltes característiques semblants als termoparells de tipus K.
Però el seu preu és lleugerament superior al dels termoparells de tipus K perquè superen certs problemes que poden tenir els termoparells de tipus K en entorns específics i són un producte recentment desenvolupat. A més, els termoparells de tipus N poden proporcionar una millor estabilitat per a aplicacions nuclears i, en comparació amb els termoparells de tipus K, són més resistents a temperatures extremament altes.
Termoparells 6
Termoparell tipus T
Utilitzant material de filferro d'aliatge de coure constantan, amb un rang de temperatura entre -200 i +350 graus, és una configuració de termoparell especialment estable. És molt adequat per a diverses aplicacions de baixa temperatura i extrema baixa temperatura, incloses diverses condicions de laboratori i condicions de congelació profunda, i també pot funcionar bé en atmosferes oxidants. A més, només té fil de coure en contacte directe amb la sonda i també es pot utilitzar per a mesurament diferencial.