TERMOPARES 1. INTRODUÇÃO CONCEITUAL: O objetivo de se medir e controlar as diversas variáveis físicas em processos industriais é obter produtos de alta qualidade, com melhores condições de rendimento e segurança, a custos compatíveis com as necessidades do mercado consumidor. Nos diversos segmentos de mercado, sejam estes químicos, petroquímico, siderrgico, cer!mico, farmac"utico, vidreiro, alimentício, papel e celulose, hidrelétrico, nuclear entre outros, a monitoraç#o da variável $emperatura é fundamental para a obtenç#o do produto final especificado.
1.1 Definição de Temper!"r e C#or $odas $odas as subst!ncias s#o constituídas de pequenas partículas, moléculas e que se encontram em contínuo movimento. %uanto mais rápido o movimento das moléculas, mais quente se apresenta o corpo e quanto mais lento mais frio se apresenta o corpo. &nt#o define'se temperatura como o grau de agitaç#o térmica das moléculas. (alor é energia em tr!nsito ou a forma de energia que é transferida através da fronteira de um sistema em virtude da diferença de temperatura.
1.$ E%&#% d Temper!"r ) primeira escala de temperatura foi a de *arenheit em ++-, no qual convencionou /0* para a temperatura de congelamento de uma mistura entre gelo e am1nia e /+/0* para a temperatura de ebuliç#o da água. ) diferença entre estes pontos foi dividida em +23 partes iguais a qual se deu o nome de grau *arenheit. 4ais tarde, (elsius tomando os mesmos dois pontos, definiu 30( para o congelamento da água e +330( para a ebuliç#o da água, ambas 5 press#o atmosférica, a qual se deu o nome de graus (elsius ou (entrígrados. No princípio de +233, $honsom 67ord 8elvin9 desenvolveu uma escala termodin!mica universal, baseada no coeficiente de e:pans#o de um gás ideal. 8evin estabeleceu o coneito de ;ero )bsoluto e a sua escala permanece como padr#o para a termometria moderna. ;ero absoluto ou ;ero 8evin é a menor temperatura que um corpo pode alcançar, 3 8 equivale a '/,+<0(. )s equações de convers#o das unidades mais usadas na termometria moderna s#o= 0( > 0* > 8> 0( >
6 0* ' / 9.
&:istem outras escalas como a BanCine e a Béamur, porém s#o de pouco uso. 0B > 0Be >
0* A -<@,D -?<.0(
1.' E%&# In!ern&ion# de Temper!"r% Temper!"r% (ITS ) *+,
Eara melhor e:pressar as leis da termodin!mica, foi criada uma escala baseada em fen1meno de mudança de estado físico de subst!ncias puras, que ocorrem em condições nicas de temperatura e press#o. F#o chamados de pontos fi:os de temperatura.
(hama'se esta escala de GE$F ' &scala Erática Gnternacional de $emperatura. $emperatura. ) primeira escala prática internacional de temperatura surgiu em +@/3, modificada em +@-2 6GE$F'-29. &m +@D3 mais modificações foram feitas e em +@D2 uma nova &scala Erática Gnternacional de $emperatura $emperatura foi publicada 6GE$F'D29. ) ainda atual GE$F'D2 cobre uma fai:a de '/<@,- a +3D-,-0( baseada em pontos de fus#o, ebuliçao e pontos triplos de certas subst!ncias puras como por e:emplo, o ponto de fus#o de alguns metais puros. Hoje já e:iste a G$F'@3 &scala Gnternacional Gnterna cional de $emperatura, $emperatura, definida em fen1menos determinísticos de temperatura e que definiu alguns novos pontos fi:os de temperatura.
Pon!o% -io% &buliç#o do O:ig"nio Eponto $riplo da Igua Folidificaç#o do &stanho Folidificaç#o do ;inco Folidificaç#o do Erata Folidificaç#o do Ouro
IPTS)/0 '+2/,@D/0( A3,3+30( A/+,@D20( A-+@,<230( A@D+,@30( A+3D-,-30(
IPTS)*+ '+2/,@<-0( A3,3+30( A/+,@/20( A-+@,
1. Norm% e Pdr2e% In!ern&ioni% (om o desenvolvimento tecnolJgico diferente em diversos paises, criou'se uma série de normas e padroniKações, cada um atendendo a uma dada regi#o. )s mais importantes s#o= GF) ' LGN ' GF ' F ' QNG '
)4&BG()N) )7&4M )EON&F) GNP7&F) G$)7G)N)
Eara atender as diferentes especificações técnicas na área da termometria, cada veK mais se somam os esforços com o objetivo de se unificar estas normas. Eara tanto, a (omiss#o Gnternacional &letrotécnica'G&(, vem desenvolvendo um trabalho junto aos paises envolvidos neste processo normativo, n#o somente para obter normas mais completas e aperfeiçoadas mas também de prover meios para a internacionaliKaç#o do mercado de instrumentaç#o relativo a termopares. (omo um dos participantes desta comiss#o, o rasil, através da )ssociaç#o rasileira de Normas $écnicas ' )N$, está também diretamente interessado no desdobramento deste assunto e vem adotando tais especificações como Normas $écnicas rasileiras
1.3 Tipo% de Sen%ore% de Temper!"r Fensores, detetores ou elementos primários de temperatura s#o transdutores que alteram algumas de suas características físicas ao se equaliKar com o meio a ser determinada a
Eara melhor e:pressar as leis da termodin!mica, foi criada uma escala baseada em fen1meno de mudança de estado físico de subst!ncias puras, que ocorrem em condições nicas de temperatura e press#o. F#o chamados de pontos fi:os de temperatura.
(hama'se esta escala de GE$F ' &scala Erática Gnternacional de $emperatura. $emperatura. ) primeira escala prática internacional de temperatura surgiu em +@/3, modificada em +@-2 6GE$F'-29. &m +@D3 mais modificações foram feitas e em +@D2 uma nova &scala Erática Gnternacional de $emperatura $emperatura foi publicada 6GE$F'D29. ) ainda atual GE$F'D2 cobre uma fai:a de '/<@,- a +3D-,-0( baseada em pontos de fus#o, ebuliçao e pontos triplos de certas subst!ncias puras como por e:emplo, o ponto de fus#o de alguns metais puros. Hoje já e:iste a G$F'@3 &scala Gnternacional Gnterna cional de $emperatura, $emperatura, definida em fen1menos determinísticos de temperatura e que definiu alguns novos pontos fi:os de temperatura.
Pon!o% -io% &buliç#o do O:ig"nio Eponto $riplo da Igua Folidificaç#o do &stanho Folidificaç#o do ;inco Folidificaç#o do Erata Folidificaç#o do Ouro
IPTS)/0 '+2/,@D/0( A3,3+30( A/+,@D20( A-+@,<230( A@D+,@30( A+3D-,-30(
IPTS)*+ '+2/,@<-0( A3,3+30( A/+,@/20( A-+@,
1. Norm% e Pdr2e% In!ern&ioni% (om o desenvolvimento tecnolJgico diferente em diversos paises, criou'se uma série de normas e padroniKações, cada um atendendo a uma dada regi#o. )s mais importantes s#o= GF) ' LGN ' GF ' F ' QNG '
)4&BG()N) )7&4M )EON&F) GNP7&F) G$)7G)N)
Eara atender as diferentes especificações técnicas na área da termometria, cada veK mais se somam os esforços com o objetivo de se unificar estas normas. Eara tanto, a (omiss#o Gnternacional &letrotécnica'G&(, vem desenvolvendo um trabalho junto aos paises envolvidos neste processo normativo, n#o somente para obter normas mais completas e aperfeiçoadas mas também de prover meios para a internacionaliKaç#o do mercado de instrumentaç#o relativo a termopares. (omo um dos participantes desta comiss#o, o rasil, através da )ssociaç#o rasileira de Normas $écnicas ' )N$, está também diretamente interessado no desdobramento deste assunto e vem adotando tais especificações como Normas $écnicas rasileiras
1.3 Tipo% de Sen%ore% de Temper!"r Fensores, detetores ou elementos primários de temperatura s#o transdutores que alteram algumas de suas características físicas ao se equaliKar com o meio a ser determinada a
temperatura. (omo e:emplo poderíamos citar a dilataç#o do mercrio num term1metro de vidro, a geraç#o de tens#o num termopar, a variaç#o de resist"ncia 1hmica num termistor entre outras. Los inmeros tipos de sensores de temperatura e:istentes, como term1metros de vidro, term1metros bimetálicos, term1metros de gás, termistores, term1metros de quartKo, termopares, termoresist"ncias, term1metros de germ!nio e outrosR os mais utiliKados industrialmente s#o os termopares e as termoresist!ncias. El espectro electromagnético cubre una gran cantidad de longitudes de onda, desde ondas muy cortas hasta muy largas.
$. TERMOPARES: Os $ermopares $ermopares s#o sensores de maior ma ior uso industrial para mediç#o de temperatura. &les cobrem uma fai:a bastante e:tensa de temperatura que vai de '/33 a /330( apro:imadamente, com uma boa precis#o e repetabilidade aceitável, tudo isto a um custo que se comparado com outros tipos de sensores de temperatura s#o mais econ1micos.
$.1 Teori Termoe#4!ri& O fen1meno da temoeletricidade foi f oi descoberto em +2/+ por $. . FeebecC, quando ele notou que em um circuito fechado formado por dois condutores metálicos e distintos ) e , quando submetidos a um diferencial entre as suas junções, ocorre uma ciruculaç#o de corrente eletrica 6 i 9.
) e:ist"ncia de uma força eletro'motriK 6*.&.4.9& 6*.&.4.9& ) no cirucuito é conhecida como &feito FeebecC, e este se produK pelo fato de que a densidade de elétrons livres num metal, difere de um condutor para outro e depende da temperatura. %uando este circuito é interrompido, a tens#o do cirucuito aberto 6$ens#o 6$ens#o de FeebecC 9 torna' se uma funç#o das temperaturas das junções e da composiç#o dos dois metais.
Lenominamos a junç#o na qual está submetida 5 temperatura a ser medida de unç#o de 4ediç#o 6ou junta quente9 e a outra e:tremidade que vai se ligar no instrumento medidor de junç#o de refer"ncia 6ou junta fria9. %uando a temperatura da junç#o de refer"ncia 6$r 9 é mantida constante, verifica'se que a *.&.4. térmica 6& )9 é uma funç#o da temperatura da junç#o de mediç#o 6$+9. Gsto permite utiliKar este cirucuito como um medidor de temperatura, pois conhecendo'se a $r e a *.&.4. gerada, determina'se a $+.
5io6 C"r7 de Corre#ção -.E.M. Temper!"r do% Termopre%
$.$ Definição de Termopr O aquecimento de dois metais diferentes com temperaturas diferentes em suas e:tremidades, gera o aparecimento de uma *.&.4. 6da ordem de mS9. &ste princípio conhecido com efeito FeebecC propiciou a utiliKaç#o de termopares para mediç#o de temperatura.
Qm termopar ou par termométrico consiste de dois condutores metálicos de natureKa distinta, na forma de metais puros ou ligas homog"neas. Os fios s#o soldados em um e:tremo ao qual se dá o nome de junç#o de mediç#oR a outra e:tremidade, junç#o de refer"ncia é levada ao instrumento medidor por onde flui a corrente gerada. (onvencionou'se diKer que o metal ) é positivo e é negativo, pois a tens#o e corrente geradas s#o na forma contínua 6cc9.
$.' Lei% do Cir&"i!o Termoe#4!ri&o a) Lei do Circuito Homogêneo
) *.&.4. gerada por um termopar depende nica e e:clusivamente da composiç#o química dos dois metais e das temperaturas entre as duas junçõesR ou seja, a tens#o gerada independe do gradiente de temperatura ao longo dos fios.
Qma aplicaç#o desta lei é que podemos medir temperaturas em pontos bem definidos com os termopares, pois o importante é a diferença de temperatura entre as suas junções. b) Lei dos Metais Intermediários
) *.&.4. gerada por um par termoelétrico n#o será alterada se inserirmos em qualquer ponto do circuito, um metal genérico diferente dos que compõem o sensor, desde que as novas junções formadas sejam mantidas na mesma temperatura.
Qma aplicaç#o prática desta lei é o uso dos contatos de lat#o ou cobre no bloco de ligaç#o, para a interligaç#o do termopar ao seu cabo.
c) Lei das Temperaturas Intermediárias
) *.&.4. gerada em um circuito termoelétrico com suas junções 5s temperaturas $+ e $ respectivamente, é a soma algébrica de *.&.4. gerada com as junções 5s temperaturas $+ e $/ e a *.&.4. do mesmo circuito com as junções 5s temperaturas de $/ e $.
Qma consequ"ncia desta lei é o uso dos cabos compensados, que tendo as mesmas características termoelétricas do termopar, podem ser introduKidos no circuito sem causar erros no sinal gerado.
$. Compen%ção d Temper!"r Am5ien!e ( T r , (omo dito anteriormente, para se usar o termopar como medidor de temperatura, é necessário conhecer a *.&.4. gerada e a temperatura da junç#o de refer"ncia $r , para sabermos a temperatura da junç#o de mediç#o $+. & > &$+ ' &$r Eortanto n#o podemos encontrar a temperatura $+ a n#o ser que saibamos quanto é a temperatura $r . Qma maneira de se determinar a temperatura $r 6ponto de cone:#o do termopar ao instrumento de medida9 é força'la para um valor conhecido, como por e:emplo 30(.
)o colocarmos as e:tremidades do termopar a Kero graus 6banho de gelo9, o sinal gerado pelo sensor sJ dependerá da temperatura $+ do meio a ser medido, pois a tens#o gerada a 30 é Kero em mS. &nt#o a *.&.4. lida no instrumento será diretamente proporcional 5 temperatura $+ 6junç#o de mediç#o9.
O banho de gelo ainda é muito usado em laboratJrios e indstrias, pois consiste num método relativamente simples e de grande precis#o. Hoje dispositivos alternativos foram desenvolvidos para simular automaticamente uma temperatura de 30(, chamada de compesaç#o automática da junç#o de refer"ncia ou da temperatura ambiente. Nestes instrumentos encontra'se um sensor de temperatura que pode ser um resistor, uma termoresist"ncia, termistor, diodo, transistor ou mesmo um circuito integrado que mede continuamente a temperatura ambiente e suas variações, adicionando o sinal que chega do termosensor uma mS correspondente 5 diferença da temperatura ambiente para a temperatura de 30(. &:=
Termopr !ipo 8 %"9ei!o 1++C n 9"nção de medição e $3C n 5orneir do in%!r"men!o (9"nção de refer;n&i,
Fe n#o e:istisse a compensaç#o, o sinal de ,3@
O sinal total que será convertido em temperatura pelo instrumento será a somatJria do sinal do termopar e da compesaç#o, resultando na indicaç#o correta da temperatura na qual o termopar está submetido 6independendo da variaç#o da temperatura ambiente9.
) indicaç#o no instrumento será de +330(, que é a temperatura do processo 6junç#o de mediç#o do termopar9.
$.3 Con7er%ão de Ten%ão pr Temper!"r (om relaç#o a F.E.M. x temperatura de um termopar n#o é linear, o instrumento indicador deve de algum modo lineariKar o sinal gerado pelo sensor. No caso de alguns instrumentos analJgicos 6como registradores9, a escala gráfica do instrumento n#o é linear acompanhando a curva do termoparR e em instrmentos digitais usa'se ou a tabela de correlaç#o *.&.4. : temperatura, armaKenada em memJria ou uma equaç#o matemática que descreve a curva do sensor.
&sta equaç#o é um polin1mio, que a depender da precis#o requerida pode alcançar uma ordem de até @0 grau. ) equaç#o matemática genérica de um termopar=
7istamos abai:o os coeficientes de vários tipos de termopar=
$./ Tipo% e Cr&!er<%!i&% do% Termopre% *oram desenvolvidas diversas combinações de pares de ligas metálicas com o intuito de se obter uma alta pot"ncia termoelétrica 6mS0(9 para que seja detetável pelos instrumentos de mediç#o, aliando'se ainda 5s características de homogenidade dos fios, resist"ncia 5 corros#o, relaç#o raKoavelmente linear entre temperatura e tens#o entre outros, para que se tenha uma maior vida til do mesmo. Eodemos dividir os termopares em tr"s grupos= ' $ermopares de ase 4etálica ou ásicos ' $ermopares Nobres ou a ase de Elatina ' $termopares Novos
Os termopares de base metálica ou básicos s#o os termopares de maior uso industrial, em que os fios s#o de custo relativamente bai:o e sua aplicaç#o admite um limite de erro maior. )s nomenclaturas adotadas est#o de acordo com as normas G&( <2-'/ de julho de +@2/.
=Tipo T ' (omposiç#o= (obre 6A9 ? (obre ' Níquel 6'9 O fio negativo cobre ' níquel é conhecido comercialmente como Constantan. ' *ai:a de QtiliKaç#o= '/33 a <30( ' (aracterísticas= &stes termopares s#o resitentes a corros#o em atmosferas midas e s#o adequados para medidas de temperaturas abai:o de Kero. Feu uso no ar ou em ambientes o:idantes é limitado a um má:imo de <30( devido a o:idaç#o do fio de cobre. Eodem ser usados em atmosferas o:idantes 6e:cesso de o:ig"nio9, redutoras 6rica em hidrog"nio, monJ:ido de carbono9 e no vácuoR na fai:a de '/33 a <30(. ' Gdentificaç#o da polaridade= O cobre 6A9 é avermelhado e o cobre ' níquel 6'9 n#o. ' )plicaç#o= Fua maior aplicaç#o está em indstrias de refrigeraç#o e ar condicionado e bai:as temperaturas em geral.
=Tipo > ' (omposiç#o= *erro 6A9 ? (obre ' Níquel 6'9 O fio negativo cobre ' níquel é conhecido comercialmente como constantan. ' *ai:a de utiliKaç#o= '-3 a <30( ' (aracterísticas= &stes termopares s#o adequados par uso no vácuo, em atmosferas o:idantes, redutoras e inertes. ) ta:a de o:idaç#o do ferro é rápida acima de <-30( e o uso em tubos de proteç#o é recomendado para dar uma maior vida til em altas temperaturas. O termolpar do tipo > n#o deve ser usado em atmosferas sulfurosas 6contém en:ofre9 acima de <-30(. O uso em temperaturas abai:o de 30( n#o é recomendada, devido 5 rápida ferrugem e quebra do fio de ferro, o torna seu uso em temperaturas negativas menor que o tipo T. Levido a dificuldade de obtenç#o de fios de ferro com alto teor de pureKa, o termopar tipo > tem custo bai:o e é um dos mais utiliKados industrialmente. ' Gdentificaç#o da Eolaridade= Gndstrias em geral em até <30(.
=Tipo E ' (omposiç#o= Níquel ' (romo 6A9 ? (obre ' Níquel 6'9 O fio positivo níquel - cromo é conhecido comercialmente como Crome# e o negativo cobre níquel é conhecido como Con%!n!n. ' *ai:a de utiliKaç#o= '/33 a @330( ' (aracterísticas= &stes termopares podem ser utiliKados em atmosferas o:idantes e inertes. &m atmosferas redutoras, alternadamente o:idante e redutora e no vácuo, n#o devem ser utiliKados pois perdem suas características termoelétricas. T adequado para uso em temperaturas abai:o de Kero, desde que n#o esteja sujeito a corros#o em atmosferas midas. O termopar tipo E é o que apresenta maior maior geraç#o de S?0( do que todos os outros termopares, o que o torna til na detecç#o de pequenas alterações de temperatura. ' Gdentificaç#o da Eolaridade= O níquel ' cromo 6A9 é mais duro que o cobre ' níquel 6'9. ' )plicaç#o= Qso geral até @330(.
Nota: Os termopares tipo T , J e E tem como fio negativo a liga constantan, composto e cobre e níquel, por!m a ra"#o entre estes ois elementos varia e acoro com as características o fio positivo $cobre, ferro e níquel - cromo%. &ortanto a constantan o fio negativo n#o eve ser intercambiao entre os tr's tipos e termopares.
=Tipo 8 ' (omposiç#o= Níquel ' (romo 6A9 ? Níquel ' )lumínio 6'9 O fio positivo níquel - cromo é conhecido conhecido comercialmente como Crome# e o negativo níquel ' alumínio é conhecido como A#"me# . O alumel é uma liga de níquel, alumínio, mangan"s e silício. ' *ai:a de utiliKaç#o= '/33 a +/330( ' (aracterísticas= Os termopares tipo 8 s#o recomendáveis para uso em atmosferas o:idantes ou inertes no seu range de trabalho. Eor causa de sua resist"ncia em o:idaç#o, s#o melhores que os tipos T, > e E e por isso s#o largamente usados em temperaturas superiores a <-30c. Eodem ser usados ocasionalmente em temperaturas abai:o de Kero graus. O termopar de Níqul ' (romo 6ou (romel9 ? Níquel ' )lumínio 6ou )lumel9 como também é conhecido, n#o deve ser utiliKado em= +. )tmosferas redutoras ou alternadamente o:idante e redutora. /. )tmosferas sulfurosas, pois o en:ofre ataca ambos os fios e causa rígida ferrugem e quebra do termopar. . Sácuo, e:ceto por curtos períodos de tempo, pois o cromo do elemento positivo pode vaporiKar causando descalibraç#o do sensor. -. )tmosferas que facilitem a corros#o chamada de UPreen' BootU, ou o:idante verde, ocorre quando a atmosfera ao redor do termopar contém pouco o:ig"nio, como por e:emplo dentro de um tubo de proteç#o longo, de pequeno di!metro e n#o ventilado. %uando isto acontece os fios ficam esverdeados e quabradiços, ficando o fio posiotivo 6cromel9 magnético e causando total descalibraç#o e perdas de suas características. O green-root pode ser minimiKado aumentando o fornecimento de o:ig"nio através do uso de um tubo de proteç#o de maior di!metro ou usado um tubo ventilado. Outro modo é de diminuir a porcentagem de o:ig"nio para um valor abai:o da qual proporcionará a corros#o. Gsto é feito inserindo'se dentro do tubo u UgetterU ou elmento que absorve o:ig"nio e vedando'se o tubo. O UgetterU pode ser por e:emplo uma pequena barra de tit!nio. ' Gdentificaç#o da Eolaridade= O Níquel ' (romo 6A9 n#o atrai ím# e o Níquel ' )lumínio 6'9 é levemente magnético. )plicaç#o= T o termopar mais utiliKado na indstria em geral devido a grande fai:a de atuaç#o até +/330(. Os termopares nobres s#o aqueles cujas ligas s#o constituídas de platina. Eossuem um custo elevado devido ao preço do material nobre, bai:a pot"ncia termoelétrica e uma altíssima precis#o dada a grande homogeneidade e pureKa dos fios.
=Tipo S ' (omposiç#o= Elatina @3V' BJdio +3V 6A9 ? Elatina 6'9
=Tipo R ' (omposiç#o= Elatina 2V ' BJdio +V 6A9 ? Elatina 6'9 ' *ai:a de QtiliKaç#o= 3 a +D330( ' (aracterísticas= Os termopares tipo S e R s#o recomendados para uso em atmosferas o:idantes ou inertes no seu range de trabalho.
O uso contínuo em altas temperaturas causam e:cessivo crescimento de gr#o, ao qual podem resultar numa falha mec!nica do fio de platina 6quebra do fio9, e também tornar os fios susceptíveis 5 contaminaç#o, o que causa e reduç#o da F.E.M . gerada. 4udanças na calibraç#o também s#o causadas pela difus#o ou valoriKaç#o do rJdio do elemento positivo para o fio de platina pura do elmento negativo. $odos estes efeitos temdem a causar heterogeneidades, o que tira o sensor de sua curva característica. Os termopares tipo S e R n#o devem ser usados no vácuo, em atmosferas redutoras ou atmosferas com vapores metálicos a menos que bem protegidos com tubos protetores e isoladores cer!micos de alumina. ) e:cess#o é o uso de tubo de proteç#o de platina 6tubete9 que por ser do mesmo material n#o contamina os fios e dá proteç#o necessária aos termoelementos. &stes sensores apresentam grande precis#o e sestabilidade em altas temperaturas, sendo usados como sensor padr#o na aferiç#o de outros termopares. N#o deve ser utiliKado em temperaturas abai:o de Kero, pois sua curva F.E.M. x temperatura varia irregularmente. ) diferença entre os termopares deo tipo S e R está somente na pot"ncia termoelétrica gerada. O tipo R gera um sinal apro:imadamente ++V maior que o tipo S. Gdentificaç#o da Eolaridade= Os fios positivos EtBh +3V e EtBh +V s#o mais duros que os fios de platina pura 6fio negativo9. )aplicaç#o= Feu uso está em processos com temperaturas elevadas ou onde é e:igido grande precis#o como indstras de vidro, cer!micas, siderrgicas entre outras
=Tipo ? ' (omposiç#o= Elatina 3V ' BJdio 3V 6A9 ? Elatina @-V ' BJdio DV 6'9 ' *ai:a de utiliKaç#o= D33 a +330( ' (aracterísticas= O termopar tipo ? é recomendado para uso em atmosferas o:idantes ou inertes. T também adequado para certos períodos em vácuo. N#o deve ser aplicado em atmosferas redutoras nem naquelas contendo vapores metálicos, requerendo tubo de proteç#o cer!mico como os tipo S e R. O tipo ? possui maior resist"ncia mec!nica que os tipos S e R e sob certas condições apresenta menor crescimento de gr#o e menor rift de calibraç#o que o S e R. Fua pot"ncia termoelétrica é muitíssimo bai:a, o que torna sua saída em temperaturas de até <30( quase nula. T o nico termopar que n#o necessita de cabo compensado para sua interligaç#o com o instrumento receptor, faKendo'se o uso de cabos de cobre comuns 6até <30(9. ' Gdentificaç#o da Eolaridade= O fio de platina 3V ' BJdio 3V 6A9 é mais duro que o Elatina @-V ' BJdio DV 6'9. )plicaç#o= Feu uso é em altas temperaturas como indstria vidreia e outras.
Termopre% No7o%: )o longo dos anos, novos tipos de termopares foram desenvolvidos para atender as condições de processo onde os termopares vistos ate aqui n#o atendiam a contento. ) maioria destes termopares ainda n#o est#o normaliKados e nem s#o fabricados no rasil.
=P#!in /+@ ) Rdio +@ (B, P#!in 0+@ ) Rdio $+@ (), T usado continuamente até +2330( ou ocasionalmente a +2<30(, em substituiç#o ao tipo . N#o recomendado para esferas redutoras.
&:istem também o Et 23V ' Bh /3V ? Et @
=Ir
=P#!ine# I Ealádio 2V ' Elatina +-V ' Ouro V 6A9 ? Oouro D
=T"n%!;nio *3@ ) R;nio 3@ (B, T"n%!;nio F@ ) R;nio $/@ Feu símbolo n#o normaliKado e (. &ste termopar pode ser utiliKado continuamente até /330( e por outros períodos até /330( no vácuo, na presença de hidrog"nio ou gás inerte. N#o recomendado em atmosfera o:idante. Fua principal aplicaç#o é em reatores nucleares. Sariações na composiç#o das ligas tambem e:istem como=
T"n%!;nio (B, T"n%!;nio F@ ) R;nio $/@ Fímbolo P 6n#o oficial9 T"n%!;nio *F@ ) R;nio '@ (B, T"n%!;nio F3@ ) R;nio $3@ Fímbolo L 6n#o oficial9
=N
=Tipo N (Ni&ro%i# Ni%i#, Níquel ' (romo ' Filício 6A9 ? Níquel ' Filício 6'9 &ste termopar desenvolvido na austrália tem sido aceito e aprovado mundialmente, estando inclusive normaliKado pela )F$4, NGF$ 6NF9 e )N$. &ste novo par termoelétrico é um substituto ao termopar tipo 8, apresentando um range de '/33 a +/330(, uma menor pot"ncia termoelétrica em relaç#o ao tipo 8, porém uma maior estabilidade, menor rift x tempo, e:celente resist"ncia a corros#o e maior vida til. Feu uso n#o é recomendado no vácuo. )presentamos abai:o, um gráfico de variaç#o *.&.4. versus temperatura para os vários tipos de termopares e:istentes=
Limi!e% de Erro% do% Termopre% &ntende'se por erro de um termopar, o má:imo desvio que este pode apresentar em relaç#o a um padr#o, que é adotado como padr#o absoluto. &ste erro pode ser e:presso em Praus (elsius ou em porcentagem da temperatura medida, adotar sempre o que der maior. ) tabela abai:o fornece os limites de erros dos termopares, conforme recomendaç#o da norma )NFG 4( @D.+ ' +@2/, segundo a GE$F'D2.
Tipo de Termopr
-i de Temper!"r
$ & 8 FeB $
3 a <30( 3 a <30( 3 a @330( 3 a +/<30( 3 a +-<30( 233 a +330( '/33 a 30(
Limi!e% de Erro Ftandard &special 6&scolher o 4aior9 6&scolher o 4aior9 X+0( ou X3,
& 8
'/33 a 30( '/33 a 30(
X+,0( ou X+V X/,/0( ou X/V
' '
Notas: - Estes limites atenem as normas ()*M-E-+// - 0)(, 0N1 /23 - 1*451(, 6)-72/ 1N85(*E99(, 1) C;<+ - (&=O e 1EC >37-+ e ;23+ para termopares convencionais e e isola?#o mineral. - *emperatura a @un?#o e refer'ncia a A C. - Buano o limite e erro ! expresso em este se aplica a temperatura que estD seno meia. - Estes erros n#o incluem os erros evio a instala?#o. )pesar destes limites de erros atenderem a norma G&( <2-'/ de +@2/ e ainda serem utiliKados, apresentando a revis#o feita em junho de +@2@ da G&( <2-'/. Fegundo esta norma internacional G&( <2-'/ de +@2@, foi adotado em diversos países do globo, inclusive adotada pela )N$ tornando'se uma NB, as seguintes toler!ncias e fai:as de trabalho para os termopares, todos eles referenciados a Kero graus (elsius.
7imites de erros para $ermopares convencionais e minerais segundo a norma G&( <2-'/ 6Bevis#o junho de +@2@9=
Tipo% de Termopre%
C#%%e 1 6&special9
C#%%e $ 6Ftandard9
C#%%e ' 6Ftandard9
'-3 a +/<0( X3,<0( +/< a <30( X3,-V
'-3 a +0( X+,30( + a <30( X3,
'D a -30( X+,30( '/33 a 'D0( X+,
'-3 a <0( X+,<0( < a 2330( X3,-V
'-3 a 0( X/,<0( a @330( X3,
'-3 a <0( X+,<0( < a <30( X3,-V
'-3 a 0( X/,<0( a <30( X3,
Tipo T Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
Tipo E Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
+D a -30( X/,<0( '/33 a +D0( X+,
Tipo > Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
' ' ' '
Tipo 8N Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
'-3 a <0( X+,<0( < a +3330( X3,-V
'-3 a 0( X/,<0( a +/330( X3,
'+D a A-30( X/,<0( '/33 a +D0( X+,
3a ++330( X+,30( ++3 a +D330( XY+ A 3,33 6t'++339Z0(
3 a D330( X+,<0( D33 a +D330( X3,/
' ' ' '
' ' ' '
' ' D33 a +330( X3,/
D33 a 2330( X-,30( 233 a +330( X3,
Tipo SR Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
Tipo ? Bange $oler!ncia Bange $oler!ncia
Notas: a% ( nomenclatura os termopares seguno a 1EC >37-+: *ipo *: Cobre Cobre - Níquel *ipo : Ferro Cobre - Níquel *ipo E: Níquel - Cromo Cobre - Níquel *ipo : Níquel - Cromo Níquel - (lumínio *ipo ): &latina - ; 9io &latina *ipo 9: &latina - ; 9io &latina *ipo 6: &latina - 9io &latina - < 9io *ipo N: Níquel - Cromo - )ilício Níquel - )ilício b% Existem, seguno a norma G1N 7/;, uas esigna?Hes iferentes para os termopares que s#o o tipo U $cobre cobre - níquel% e o tipo L $ferro cobre - níquel%. Estes termopares s#o anDlogos aos tipos T e J a (N)1 e 1EC, s que com composi?Hes químicas iferentes.
$.0 Termopre% de C#%%e E%pe&i# (onforme verificado nas tabelas anteriores, e:istem duas classes de prcis#o para termopares= a (lasse Ftandard que é a mais comum e mais utiliKada e a (lasse &special também chamada de UEremium PradeU. &stes termopares s#o fornecidos na forma de pares casadosR ou seja, com características de ligas com graus de pureKa superiores ao Ftandard. )lém disso há também todo um trabalho laboratorial para adequar num lote de fios, aqueles que melhor se adaptam 6casam entre si9, conseguindo com isso uma melhor precis#o na mediç#o de temperatura.
$.* Re#ção Temper!"r MHim ?i!o# do -io Os termopares tem limites má:imos e mínimos de aplicaç#o que s#o funções das características físicas e termoelétricas dos fios.
Os limites mínimos segundo a )NFG 4( @D.+ s#o '/330( para os tipos $, & e 8, 30( para os tipos F e B e 2330( para o tipo . Os limites superiores dependem do di!metro do fio utiliKado na construç#o dos termopares. Na tabela abai:o temos os limites má:imos de temperatura em funç#o dos di!metros dos fios, segundo a )NFG 4( @D.+ ' +@2/.
?i!o# 2 )[P 6\ ,/Dmm9 ' D30( 230( +/D30( ' '
Tipo de Termopr $ & 8 FeB
?i!o# +- )[P 6\ +,Dmm9 30( <@30( D<30( +3@30 ' '
?i!o# /3 )[P 6\ 3,2+mm9 /D30( -230( <-30( @230( ' '
?i!o# /- )[P 6\ 3,<+mm9 /330( 30( -30( 230( +-230( +330(
Nota: Estes limites se aplicam para termopares convencionais em uso contínuo, com po?os ou tubos e prote?#o com a extremiae fecIaaJ portanto não seno vDlia para os termopares isola?#o mineral.
$.1+ Re#ção Re%i%!;n&i mi& ?i!o# do -io )presentamos a seguir a tabela de resist"ncia 1hmica dos termopares em relaç#o ao di!metro do fio, segundo a )F$4 ' F$E -3 , em 1hms por metro a /30(.
?ITOLA 6)[P9 2 ++D /3 /-
3,3 3,/@ 3,-D +,+ '
8 3,+/ 3,-2 3,D +,@ '
TIPO DE TERMOPAR $ & B 3,3D 3,+' 3,/3,<2 ' 3,2 3,@+ ' 3,@ /,3 ' ' ' +,-@
F ' ' ' ' +,-<
' ' ' ' +,2+
Nota: *oos os valores informaos nas tabelas anexas, s#o um guia e consultas para o usuDrio e n#o eve ser tomao como valores absolutos e nem como garantia e via e esempenIo satisfatrios. Estes tipos e imensHes s#o usaos algumas ve"es acima os limites citaos, mas geralmente a custa e estabiliae, via Ktil ou ambosJ em outras circunstLncias ! necessDrio reu"ir os limites supra, a fim e alcan?ar uma aplica?#o ese@aa.
$.11 União d >"nção de Medição ) junç#o de mediç#o 6junta quente9 de um termopar pode ser obtida por qualquer método que d" a solideK necessária e um bom contato elétrico entre os dois fios, sem contudo alterar as características termoelétricas dos mesmos, podendo estes serem torcidos ao redor de outros antes da solda 6junç#o torcida9 ou simplesmente serem encostados um no outro para ser soldado depois 6junç#o de topo9.
Eara os termopares de base metálica com os tipos &, $, e 8, deve'se inicialmente fi:ar as pontas dos fios antes da solda. á para os termopares nobres, n#o há necessidade de se preparar a superfície, entretanto deve'se tomar muito cuidado na manipulaç#o dos fios, evitando a contaminaç#o por Jleo, suor ou poeira. &ntre as diferentes maneiras de se realiKar um bom contato elétrico na junç#o de mediç#o do termopar, a solda é a mais utiliKada, porque assegura uma ligaç#o perfeita dos fios por fusões dos metais do termopar. (om e:cess#o da solda prata, n#o é colocado nenhum outro material metálico para se realiKar a solda, tendo somente a fus#o dos metais. O nico incoveniente da soldagem é, se a chama do maçarico n#o estiver bem regulada, de contaminar os fios criando eterogeineidadesR o que pode tirar o termopar de sua curva de calibraç#o. 7embrar que numa solda feita a maçarico o:i'acetileno, se a porcentagem do o:ig"nio for muito pequena, tem'se uma chama com características redutoras, o que é prejudicial aos termopares do tipo &, 8, F, B e . O ajuste do tipo de chama adequado é muitas veKes dado pela coloraç#o da chama. )lém do maçarico, pode'se usar solda $GP, resist"ncia 6caldeamento9 ou arco plasma.
$.1$ Aferição de Termopre% $odos os termopares em serviço est#o sujeitos a desvios de calibraç#o, particularmente sob condições de alta temperatura e contaminaç#o atmosférica. Qm termopar descalibrado, envelhecido ou contaminado está fora das especificações admitidas por norma, ou seja, apresentam erros positivos ou negativos que podem ir desde décimos até centenas de graus centígrados. Outras fontes de erros em termopares s#o= ' N#o homogeneidade das ligas ' $ensões mec!nicas nos fios ' (hoque $érmicos ' *ios de pequenos di!metros ' )ltas temperaturas ' )mbientes agressivos ) import!ncia da verificaç#o do termopar varia de acordo com a aplicaç#o e o grau de precis#o requerido, mas a maioria tem por objetivo maior precis#o, maior segurança operacional, aumento da efici"ncia, melhor qualidade, reduç#o nos índices de refugo, aumento do período entre paradas, diminuiç#o da manutenç#o corretiva, menor desgaste de equipamento, menor periodicidade de troca de refratários e menores custos de produç#o.
M4!odo% de Aferição &:istem / técnicas de se aferir sensores de temperatura que s#o= a9 ) aferiç#o absoluta ou por pontos fi:os b9 Eor comparaç#o Seremos a seguir os dois métodos= a9 ) aferiç#o )bsoluta ou por Eontos *i:os baseia'se na verificaç#o do sinal gerado por um termopar em vários pontos fi:os de temperatura como pontos de solidificaç#o, ebuliç#o e pontos triplos de subst!ncias puras, padroniKadas atualmente pela G$F'@3.
E%&# de Temper!"r Temper!"r PdroniJd pe# ITS)*+: ;ero )bsoluto................................. Eonto $riplo do Hélio....................... Eonto $riplo do Neon...................... Eonto de &buliç#o do Nitrog"nio...... Eonto $riplo do )rg1nio................... Eonto de &buliç#o do O:ig"nio........ Eonto $riplo do 4ercrio................. Eonto $riplo do Igua...................... Eonto $riplo do Hélio...................... Eonto de *us#o do Pálio................ Eonto de Folidificaç#o do ]ndio........ Eonto de Folidificaç#o do &stanho... Eonto de Folidificaç#o do ;inco....... Eonto de Folidificaç#o do )lumínio... Eonto de Folidificaç#o da Ouro........ Eonto de Folidificaç#o do (obre.......
'/,+<0 ( '/<@,-D0 ( '/-2,<@@0 ( '+@<,@230 ( '+2@,--/0 ( '+2/,@<-30 ( '2,2--0 ( A3,3+0 ( A/@,D-D0 ( A+
Eara a realiKaç#o da aferiç#o coloca'se o sensor a ser aferido nestes pontos fi:os e faK'se a leitura do sinal gerado com um instrumento padr#o. O sinal lido é comparado com o valor conhecido do ponto fi:o, verificando'se qual é o erro ou desvio do sensor em relaç#o ao ponto fi:o. Gsto é feito em várias temperaturas diferentes para cobrir toda a fai:a de trabalho do sensor. &ste é um método de e:trema precis#o porém de dificuldade de realiKaç#o, pois e:ige um laboratJrio altamente sofisticado assim como instrumentos padrões para a leitura. Levido ao grau de precis#o e a repetibilidade alcançados 6algumas veKes até de 3,333+0(9 é usado para a determinaç#o sensores padrões. b9 O método de comparaç#o baseia'se na comparaç#o do sinal gerado por um sensor padr#o 6refer"ncia9 com o sensor a ser aferido, ambos no mesmo meio termostatado. O sensor padr#o 6para termopares usa'se normalmente os tipos F ou B9 possui um certificado de aferiç#o em várias temperaturas, levantado contra um padr#o hierarquicamente superior a ele 6padr#o primário, secundário9R e garantido sua precis#o, estabilidade e repetibilidade devido ao seu uso n#o contínuo, além de todos os cuidados na sua manipulaç#o. (omo meio termostatado ou ambiente com teperatura controlada e estabiliKada, usam'se diferentes tipos de banhos e fornos 6para trabalhar em toda a fai:a de temperatura9, que garantem estabilidade e uniformidade, fundamentais para uma boa aferiç#o. Qsa'se anho de 7íquido )gitado para temperaturas negativas até apro:imadamente D30(, garantindo e:celente homogeneidade e estabilidade. Eara temperaturas de '3 a @230( utiliKa' se anhos de 7eito *luidiKado. Eara valores superiores a D/30( usam'se *ornos &létricos $ubulares.
O% pro&edimen!o% de ferição %ão: (oloca'se o forno numa temperatura desejada, com os termopares que se deseja aferir na mesma posiç#o que o sensor padr#o. Gsto é fundamental para que tenhamos a mesma temperatura nos dois sensores. &spera'se um tempo de estabiliKaç#o para a completa homogeneiKaç#o do forno com os sensores a serem aferidos. Eara a compensaç#o da junç#o de refer"ncia, utiliKa'se um banho de gelo ou Kero eletr1nico, caso o instrumento de leitura n#o o façaR ou ligando diretamente os termopares no instrumento
se este tiver o circuito compesador da junç#o de refer"ncia. Qm tempo para estabiliKaç#o tembém é requerido. *aK'se a leitura dos sinais gerados tanto do padr#o como dos sensores em teste. (orrigido o desvio do padr#o 6com seu respectivo certificado9, faK'se a convers#o dos sinais para unidades de egenharia 60( ou 0*9 e verifica'se a diferença entre as duas indicações 60( teste ' 0( padr#o9. &sta diferença n#o deve ser maior que os valores má:imos admitidos por norma 6veja 7imites de erros para $ermopares9. $ermopares9. )pJs estes procedimentos, eleva'se a temperatura do banho ou forno para um outro valor estabelecido e repete'se os ítens anteriores, faKendo isto para diversas temperaturas. Fegundo a )F$4 &'//3?2D, o nmero de pontos de temperatura para se faKer uma aferiç#o por comparaç#o, depende muito do tipo de termopar e do grau de precis#o requerido. &sta norma recomenda cobrir a fai:a toda de trabalho do termopar de +33 em +330, porém esta fai:a de variaç#o pode aumentar, usando'se a interpolaç#o matemática para os valores n#o cobertos. ) aferiç#o por comparaç#o é um método suficientemente preciso e de relativa facilidade de obtenç#o, n#o e:igindo laboratJrios sofisticados como no caso da aferiç#o por pontos fi:os. O desenho abai:o mostra uma aferiç#o por comparaç#o=
O5%er7ção: O fato da tens#o de saída de um termopar ser desenvolvida em regiões de gradientes de temperatura, e n#o em junções, apresenta algumas implicações importantes ao se buscar uma precis#o na mediç#o de temperatura. T importante que os condutores dos termopares em regiões de gradientes de temperatura, sejam química e fisicamente homog"neosR qualquer porç#o n#o homog"nea do termopar 6partes dos condutores química ou fisicamente alterados9,
devem estar em áreas isotérmicas. Gsto tem fundamental import!ncia quando os sensores s#o aferidos depois de serem utiliKados durante algum tempo. Num meio termostatado, é provável que o gradiente de temperatura se encontre acima do comprimento um tanto limitado do termopar que está sendo aferido. )o se aferir qualquer termopar, assume'se que as características termoelétricas s#o unifo rmes em todo o seu comprimento e a regi#o de temperatura forme uma amostra representativa do restante da unidade. (om um termopar novo, sem uso, isto geralmente representa uma suposiç#o satisfatJria e a afeirç#o será válida par qualquer distribuiç#o subsequente de temperatura do longo dele. Fob certa condições de trabalho a altas temperaturas e ambientes agressivos, as características termoelétricas de alguns condutores do termopar podem se alterar gradualmente. &sta situaç#o encontra'se representada na figura abai:o, onde o comprimento do termopar na regi#o aquecida sofreu alterações.
Qma veK que o material alterado, inevitavelmente, se estenda para dentro do gradiente de temperatura, o sinal gerado será modificado, muito embora as temperaturas das junções permaneçam constantes. (ostuma'se frequentemente faKer refer"ncia a este fen1meno com U)lteraç#o do valor da 7eitura do $ermoparU 6$hermocouple Lrift9. )gora deve estar aparente que a tentativa de aferir ou mesmo checar um termopar alterado, pela remoç#o do processo para um ambiente de aferiç#o, n#o resultará em condições satisfatJrias, pois o resultado obtido está totalmente dependente da localiKaç#o do gradiente de temperatura de aferiç#o ao longo do sensor. Eor e:emplo= se o termopar for imerso profundamente num banho ou forno de aferiç#o, a parte contaminada n#o sofrerá um gradiente de temperatura, e o termopar parecerá que manteve seus valores origiginais de calibraç#o 6vide figura abai:o9.
Eor outro lado, uma curta imers#o e:põem o material contaminado a um gradiente total de temperatura e irá aparecer uma alteraç#o muito maior do que estava ocorrendo na prática.
Eortanto, torna'se impraticável simjular uma situaç#o do gradiente de temperatura de trabalho a que o sensor estava submetido, em relaç#o a cada termopar enviado para ser aferido num forno de aferiç#o. Bestam duas possibilidades para garantir o desempenho preciso= ou se coloca periodicamente um sensor padr#o no mesmo local de operaç#o do termopar 6processo9 e faK'se uma checagem, ou substitui'se o sensor suspeito por uma unidade nova dentro das normas. )lém dos sensores padrões que s#o uma refer"ncia e os meios termostatados para aquecimento e estabiliKaç#o, é necessário também instrumentos para leitura e aquisiç#o de dados, chaves seletoras, referenciadores de Kero grau, curvas e tabelas dos sensores padrões e dos sensores em uso, procedimentos e rotinas de aferiç#o de sensores de temperaturas e instalações necessárias para complementar o laboratJrio como tens#o elétrica isolada, estabiliKada e filtrada temperatura ambiente e umidade controladas entre outras.
'. TERMOPAR ISOLAÇÃ MINERAL: O desenvolvimento dos termopares isolaç#o mineral partiu da necessidade de satisfaKer as severas e:ig"ncias do setor nuclear. Lesde ent#o, os benefícios deste trabalho puderam ser transmitidos 5 indstria em geral, que os utilliKa numa grande variendade de aplicações devido a série de vantagens que oferecem, tais como grande estabilidade, resist"ncia mec!nica entre outros. O termopar isolaç#o mineral consiste de tr"s partes básicas= "m o" mi% pre% de fio% isolados entre si por um m!eri# &erKmi&o compactado a uma 5in me!H#i& e!ern.
&ste tipo de montagem é de e:trema utilidade pois os fios ficam completamente isolados dos ambientes agressivos, que podem causar a completa deterioraç#o dos termoelementos, além da grande resist"ncia mec!nica, o que faK com que o termopar isolaç#o mineral possa ser usado em um nmero quase infinito de aplicações.
'.1 Con%!r"ção do &5o i%o#ção miner# O processo de fabricaç#o dos termopares isolaç#o mineral começa com os termoelementos de di!metro definidos, inseridos num tubo metálico e isolados entre si e o tubo por um material cer!mico 6pJ de J:ido de magnésio9. )través de um processo mec!nico de estiramento 6trefilaç#o9, o tubo e os termoelementos s#o reduKidos em seus di!metros 6aumentado seu comprimento9 e o J:ido de magnésio fica altamente compactado, isolando e posicionando os fios em relaç#o a bainha metálica. O J:ido de magnésio é um e:celente isolante elétrico e um bom condutor térmico, de maneira que qunado compactado, ocupa todos os espaços internos, isolando eletricamente os fios entre si e a bainha além de dar alta resist"ncia mec!nica ao conjunto e proporcionar boa troca térmica. (omo este processo de trefilaç#o ou estiramento 6reduç#o do di!metro e aumento do comprimento proporcionalmente9, cria tensões moleculares no material, torna'se necessário tratar termicamente o conjunto. &ste tratamento térmico alivia estas tensões e recoloca o termopar em sua curva característica, obtendo assim um produto final na forma de caabos compactados, muito reduKidos em seus di!metros 6desde 3,< mm até 2,3 mm de di!metro e:terno9, porém mantendo proporcionalmente as dimensões e isolaç#o da forma primitiva. &:iste uma relaç#o entre di!metro e:terno da bainha para o di!metro dos fios termopares e espesssura da parede da bainha, oferecendo uma raK#o para a espessura da bainha 6para proteç#o do termopar9 e o espaçamento interno 6para garantir a elevada isolaç#o elétrica em altas temperaturas9.
Onde= d- é o di!metro dos fios termopares, e? é a espessura da parede da bainha e e é o espaçamento entre os fios e a bainha. Na tabela abai:o damos alguns valores de di!metro dos fios 6d*9 e espessura da bainha 6e9 em funç#o do di!metro e:terno 6L9 para termopar isolaç#o mineral simples=
D(mm, e 6mm9 d* 6mm9 e 6mm9
+63 3,32 3,+3 3,3<
16+ 3,+D 3,+@ 3,+3
163 3,/3,/@ 3,+<
$6+ 3,/ 3,2 3,/3
'6+ 3,-2 3,< 3,3
63 3,/ 3,2D 3,-<
/6+ 3,@D 3,+3,23
06+ 3,/2 3,
Nota: Gaos seguno a ()*M - )*& 7/6 )lém do J:ido de magnésio, usa'se também como material isolante a alumina, J:ido de berílio e J:ido de tJrio, porém o J:ido de magnésio é mais barato, compatível com os termoelementos e mais comum de ser encontrado. Qma grande atenç#o deve ser tomada com a pureKa química e metalrgica dos componentes envolvidos na fabricaç#o do termopar isolaç#o mineral.
'.$ Ii%o#ção E#4!ri& do C5o I%o#ção Miner# Levido a tend"ncia natural do J:ido de magésio em absorver a umidade 6higroscJpio9 e outras subst!ncias que podem vir a contaminar os termoelementos, uma isolaç#o elétrica mínima admitida entre os condutores e a bainha é de no mínimo +33 4 em temperatura ambiente 6/30(9. Sárias precauções devem ser mantidas para a fabricaç#o do termopar isolaç#o mineral, tais como= ' N#o dei:ar o cabo aberto e:posto no ambiente por mais de + mnuto. Gmediatamente sele a ponta aberta com resina, depois de aquece'la para retirar a umidade. ' O armaKenamento deve ser em local aquecido e seco 6apro:imadamente 20( e /
'.' Mon!em do Termopr I%o#ção Miner# Lepois de concluídas as etapas de trefilaç#o, tratamento térmico e alguns testes como inspeç#o visual, continuidade, isolaç#o e inspeç#o dimensional inicia'se a montagem do termopar.
, Mon!em de 9"nção de medição
' (orte do cabo no comprimento desejado ' Bemoç#o do J:ido de magnésio da ponta ' Folda dos termoelementos usando solda $GP com atmosfera inerte ' Ereenchimento do espaço vaKio com J:ido de magnésio 6esta etapa n#o é feita se a junç#o de mediç#o for aterrada9 ' Folda do plug de fechamento ' Serificaç#o da integridade da solda ' $estes de continuidade, polaridade e isolaç#o
5, Mon!em de 9"nção de refer;n&i ' Lecapamento da bainha ' Folda dos rabichos 6cabos compensados9 ' (olocaç#o do pote de adaptaç#o ou conector compensado ' Felagem da junç#o de refer"ncia com resina epo:i ' $estes para verificaç#o da integridade da junç#o de refer"ncia, garantindo total vedaç#o ao meio ' $estes finais para a aprovaç#o no (controle de %ualidade ' )feriç#o
Termopr i%o#ção miner# &omp#e!o
'. n!en% do Termopr Ii%o#ção Miner# , E%!5i#idde n -.E.M. &sta estabilidde é caracteriKada pelos condutores estarem totalmente protegidos de ambientes agressivos que normalmente causam o:idaç#o e envelhecimento dos termopares. 5, Re%po%! RHpid O pequeno volume e alta condutividade térmica do J:ido de magnésio, promovem uma rápida transfer"ncia de calor, superior aos termopares com m ontagem convencional. &, rnde Re%i%!;n&i Me&Kni& e -#ei5i#idde Levido a alta compactaç#o do J:ido de magnésio dentro da bainha metálica mantendo os termoelementos uniformemente posicionados, permite que o cabo seja dobrado, achatado, torcido ou estirado, suportando pressões e:ternas e Uchoques térmicosU sem qualquer perda de suas propriedades termoelétricas. d, Re%i%!;n&i Corro%ão Os termopares isolaç#o mineral s#o disponíveis com diversos tipos de capas metálicas, para garantir sua integridade em qualquer tipo de ambiente corrosivo, qualquer que seja o termopar. f, Re%i%!;n&i de I%o#ção ( frio, ) resist"ncia de isolaç#o entre condutores e bainha é sempre superior a +33 4
6a /30(9
qualquer que seja o di!metro, em qualquer condiç#o de umidade. Salores segundo norma )F$4 &'D32?2-.
, ?#indem E#e!ro%!H!i& ) bainha metálica devidamente aterrada, oferece e:celente blindagem contra interfer"ncias eletrostáticas 6ruídos9.
'.3 Cr&!er<%!i&% T4&ni&% Eara a perfeita seleç#o de um termopar isolaç#o mineral, devem ser levados em consideraç#o todas as possíveis características e normas e:igidas pelo processo. &stamos fornecendo algumas características técnicas, fundamentais para a escolha do mesmo=
'.3.1 Tipo% e Nmero% de Sen%ore% Os termopares isolaç#o mineral podem ser dos tipos $, &, e 8, podendo ser simples 6+ par de fios9, duplo 6/ pares de fios9 ou até mesmo triplo 6D termoelementos dentro de uma nica bainha9. Obs.: Existem termopares isola?#o mineral e platina os tipos ), 9 e 6. )ua isola?#o poe ser e xio e magn!sio, xio e berílio, alumina e o material a bainIa e molib'nio, tLntalo ou titLnio. ( escolIa estes materiais vai epener a temperatura e o meio em que for colocao o termopar, mas sua aplica?#o ! muito pequena.
'.3.$ Cr&!er<%!i&% d ?in Me!H#i& ) escolha do material da bainha é fundamental para a vida til do termopar isolaç#o mineral, pois se a bainha resistir 5s condições do ambiente agressivo, o termoelemento também resistirá.
M!eri# d ?in
Temper!"r MH. Re&omendd C
Con%iderç2e% eri%
@33
oa resist"ncia a corros#o, podendo ser usada em atmosfera o:idante, redutora, neutra e no vácuo. N#o recomendável o uso na presença de en:ofre ou chamas redutoras.
GnJ: +3
++33
oas propriendades de resit"ncia a o:idaç#o em altas temperaturas, utiliKável em atmosfera o:idante, redutora, neutra ou no vácuo.om para uso em atmosfera sulfurosa
GnJ: +D
@33
4aior resist"ncia a corros#o do que o GnJ: 3-, boa resist"ncia a ácidos e álcalis.
)llo^ D33
++<3
&:celente resist"ncia a o:idaç#o em altas temperaturas.Feu uso em atmosferas com en:ofre deve ser evitado.
++33
&:celente resist"ncia 5 corros#o e o:idaç#o em alta temperatura.oa resist"ncia em atmosferas sulfurosas.
GnJ: 3-
)ço (romo --D
Nota.: Nesta tabela est#o listaos os materiais normalmente utili"aos, por!m existe a isponibiliae e outros materiais.
'.3.' C#i5rção Os termopares isolaç#o mineral apresentam os mesmos limites de erros que os termopares convencionais, tendo também classes standard e especial 6que apresenta maior precis#o9. &stes erros s#o normaliKados segundo a )NFG 4( @D.+ ' +@2/ e atualmente pela G&( <2-'/ de +@2@ 6vide as tabelas de limites de erros no ítem /.9.
'.3. I%o#ção Os termopares isolaç#o mineral apresentam uma resist"ncia de isolaç#o elétrica mínima 5 temperatura ambiente 6/0( X0(9 entre condutores e bainha segundo as normas )F$4 &' D32?2- e apresentam os seguintes valores=
DiKme!ro (mm,
Ten%ão Ap#i&d d&
I%o#ção M
L _ 3,2 3,2 _ L _ +,< L ` +,<
<3 <3 <33
+33 <33 +333
I%o#ção "en!e (onforme recomendaç#o da Eetrobrás, a introduç#o do termopar a 23V num forno a D330(, apJs uma hora deve apresentar uma isolaç#o entre condutor e bainha de /3 4 , aplicando'lhe uma tens#o de <33 Sdc. '.3.3 DiKme!ro% Os mais variados di!metros podem ser obtidos com termopares isolaç#o mineral, pois é sJ variar os di!metros durante a trefilaç#o do cabo. Os di!metros mais comuns s#o os de 3,< ? +,3 ? /,3 ? ,3 ? -,< ? D,3 e 2,3 mm. &stes di!metros s#o da bainha metálica e:terna.
'.3./ Tipo% de >"nç2e% de Mediç2e% Eodemos classificar os termopares isolaç#o mineral com relaç#o a posiç#o da junç#o de mediç#o em relaç#o 5 bainha metálica, em tr"s tipos=
, >"nção Epo%!= neste tipo de montagem, parte da bainha e da isolaç#o s#o removidos, e:pondo os termoelementos ao ambiente. $em como características um tempo de resposta e:tremamente pequeno e grande sensibilidade a pequenas variações na temperatura, mas representa como desvangtagem o rápido envelhecimento dos termoelementos devido ao contato com o ambiente agressivo, altas temperaturas e pressões.
5, >"nção A!errd= neste, os termoelementos e a bainha s#o soldados juntos para formar a junç#o de mediç#o. )ssim os fios s#o aterrados na bainha. &ste tipo de montagem apresenta um tempo de resposta um pouco maior que a jnç#o e:posta, mas ainda assim menor que a junç#o isolada, podendo ser usado em ambientes agressivos devido a isolaç#o dos termoelementos. N#o é recomendável para ambientes ruidosos devido 5 captaç#o destes ruídos, podendo transmiti'los para o instrumento indicador gerando erros e instabilidade na leitura.
&, >"nção I%o#d= é quando a junç#o de mediç#o é isolada eletricamente da bainha. &ste tipo de montagem é o mais utiliKado. Fuas características s#o= +. Qm tempo de resposta maior que as montagens anteriores /. Os termoelementos ficam totalmente protegidos do meio e:terno garantindo maior vida til e podendo ser usado em ambientes sujeitos a campos elétricos, pois sendo isolado da bainha, fica mais imune a interfer"ncias eletrostáticas.
'.3.F Re#ção Temper!"r DiKme!ro &sta tabela sugere os limites superiores de temperatura para vários tipos de termopares simples, isolaç#o mineral, com relaç#o aos seus di!metros e:ternos, segundo a norma )F$4 &'D32?2-.
DiKme!ro d 5in (mm, 3,< +,3 +,D ,/ D,
T /D3 /D3 /D3 +< 3
Temper!"r% em C > E /D3 33 /D3 33 --3 <+3
8 33 33 @/3 +33 ++<3
'.3.0 Re#ção Re%i%!;n&i mi& DiKme!ro &sta tabela sugere resist"ncias 1hmicas com relaç#o ao seu di!metro e:terno para vários tipos de termopares isolaç#o mineral em 1hms por metro a /30(.
Nmero de DiKme!ro Cond"!ore% E!erno (mm,
3/
3-
3,< +,3 +,D ,/ D,+,D
#ore% em me!ro T @,D //,/ @,+ /, 3,< +/,
> +3D, /D,+3, /, 3,D +-,+
E +@+,@ -2,D +@,D <,< +, /2,
8 +
,/ D,-
/,2 3,
,2 +,3
,/ +,
<,@ +,D
'.3.* Tempo% de Re%po%! )s constantes de tempo apresentadas na tabela abai:o, s#o típicas para termopares isolaç#o mineral submetidos a um gradiente de temperatura de apro:imadamete /30( para +330(.
DiKme!ro d ?in (mm, 3,< 3,< +,3 +,3 +,< +,< ,/ ,/ D, D, D,
Tipo de >"nção de Medição aterrada isolada aterrada isolada aterrada isolada aterrada isolada aterrada isolada e:posta
Tempo de Re%po%! em Se"ndo% 3,3< 3,+< 3,+3 3,3 3,/3 3,<3 3,3 +,3 /,33 -,<3 3,+3
Lefine'se constante de tempo como período requerido para o termopar detetar D,/V da temperatura de ensaio. Eela )F$4 F$E'-3) o tempo total para responder a +33V do degrau de temperatura é de apro:imadamente < veKes a constante de tempo.
'./ Ap#i&ç2e% do Termopr I%o#ção Miner# )s vantagens dos termopares isolaç#o mineral permitem sua utiliKaç#o em um nmero ilimitado de processos industriais, seja na indstria cer!mica, ferro e aço, química e petroquímica, papel e celulose, alimentícia, cimenteira, vidreira, de eletricidade, automotiva, de eletrodoméstico, nuclear, aeronáutica, t":til e muitas outras. O termopar isolaç#o mineral também se aplica em laboratJrios de pesquisas e:perimentais para estudos em arco plasma, fei:e de elétrons, laser e outros e:perimentos físicos.
. -IOS E CA?OS DE ETENSÃO E COMPENSAÇÃO: Na grande maioria das aplicações dos termopares de mediç#o de temperatura, o processo industrial fica a grandes dist!ncias do instrumento receptor 6indicaç#o, registro ou controle9. )pesar de tecnicamente podermos utiliKar um termopar de comprimento tal que vá do processo
ao instrumento, os grandes custos para este tipo de montagem inviabiliKam'na totalmente 6principalmente no caso de termopares nobres9. Eoderíamos também usar para interligar o elemento sensor com o receptor, fios de cobre comuns, conduKindo a milivoltagem gerada pelo termopar até o instrumento. 4as como o termopar gera um sinal proporcional 5 diferença de temperatura entre as suas junções 6& gerada > & temp.j.mediç#o ' & temp.j.refer"ncia9, e como normalmente a temperatura do instrumento n#o é a mesma da junç#o de refer"ncia do termoparR torna'se necessário que o instrumento seja ligado ao sensor através de fios que possuam uma curva similar 5quela do termopar, a fim de compensar a diferença de temperatura e:istente entre a junç#o de refer"ncia e o instrumento e para que no instrumento possa ser efetuada corretamente a compesaç#o da temperatura ambiente. Eortanto, fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o 6ou fios e cabos compesados9, nada mais s#o que outros termopares, cuja funç#o além de conduKir o sinal gerado pelo sensor, é a de compensar os gradientes de temperatura e:istentes entre a junç#o de refer"ncia 6cabeçote9 do sensor e os bornes do instrumento, gerando um sinal proporcional de milivoltagem a este gradiente. &:emplo de ligaç#o do termopar ao instrumento usando fios de cobre comuns= $emos um termopar tipo 8 sujeito a +3330( dentro do forno, com o cabeçote a -30(. fios de cobre?cobre interligando o sensor até o instrumento 6com entrada a termopar tipo 8 e com compensaç#o da temperatura ambiente9 e que tem na sua entrada uma temperatura de /<0(.
Por!n!o !eremo% indi&do no in%!r"men!o "m !emper!"r de *06'C6 G"ndo e%!mo% 1+++C no forno6 por!n!o &om "m erro de )136FC o" 16/@. Observa'se neste e:emplo / pontos importantes= a9 O uso de cabos de cobres comuns interligando o termopar ao instrumento, sujeito a temperaturas diferentes entre suas e:tremidadesR surgir#o erros na indicaç#o final de temperatura, pois o cabo de cobre n#o compensou o diferencial de temperatura e nos levou a um erro. &ste erro pode ser maior ou menor, dependendo da gradiente de temperatura e:istente. Notar que este erro 6'+<,0( ou +,DV9 sJ é devido ao uso de cabos n#o compesados, n#o estando incluso neste valor os erros do termopar e do instrumento. b9 Eara este tipo de e:emplo se utiliKa cálculos individuaisR tens#o do te rmopar, do cabo e do instrumentoR somando'as para calcular a tens#o total e a respectiva temperatura.
.1 Definiç2e% T4&ni&% a9 *ios s#o aqueles condutores constituídos por um ei:o sJlido, e (abos condutores formados por um fei:e de condutores de menor di!metro, formando um condutor fle:ível. b9 *ios e (abos de &:tens#o s#o condutores fabricados com as mesmas ligas dos termopares a que se destinamR portanto apresentam a mesma curva *.&.4. : temperatura. Os fios e cabos de e:tens#o s#o usados com os termopares de base metálica ou básicos tipo $, , & e 8. )pesar de possuirem as mesmas ligas dos termopares, apresntam um custo menor devido a limitaç#o de temperatura que podem ser submetido, pois sua composiç#o química n#o é t#o homog"nea quanto a do termopar.
c9 *ios e (abos de (ompensaç#o s#o os condutores fabricados com ligas diferentes dos termopares a que se destinam, mas também apresentando a mesma curva *.&.4. : temperatura dos termopares. O *ios e (abos de (ompensaç#o s#o usados pricipalmente com os termopares nobres 6feitos a base de platina9 tipos F e B, porém pode'se utiliKá'lo em alguns termopares básicos e com os novos tipos que ainda n#o est#o normaliKados. O uso de materiais diferentes do termopar deve'se nica e e:clusivamente aos problemas inerentes de custos, pois é totalmente inviável economicamente conduKir o sinal gerado pelo termopar ao instrumento, usando fios e cabos de e:tens#o de platina 6mesmo tendo um grau de pureKa menor9. Eor isso faK'se uso de ligas diferentes da platina porém, apresentando a mesma curva de *.&.4. : temperatura. ) nica restriç#o no seu uso é a temperatura má:ima de trabalho que é bem menor que os termopares. (omo e:emplo, temos para termopares F ou B e a curva do cabo de compensaç#o de cobre?cobre'níquel, indicando que as curvas s#o as mesmas até um limite de temperatura, na qual se for ultrapassado, a curva do cabo se perde.
Notas: - &oe se usar fios e cabos e compensa?#o para termopar tipo , por!m seu uso ! limitao evio ao seu rDpio envelIecimento e precis#o limitaa. - Os termopares tipo 6 usam cabos e cobre comuns, apesar estes serem tabelaos como cabos e compensa?#o. - 0tili"a-se o sufixo , seguno a norma (N)1 para esignar que ! fio ou cabo e extens#o e compensa?#o $*, , E, , ), 9, 6, %.
.$ -i de U!i#iJção6 Limi!e% de Erro% e Iden!ifi&ção d% I%o#ç2e% Os fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o s#o recomendados na maioria dos casos para utiliKaç#o desde a temperatura ambiente até um limite má:imo de apro:imadamente /330(R pois acima deste valor a curva *.&.4. : temperatura n#o é mais válida e o cabo sai fora de calibraç#o. Eara facilitar a identificaç#o do tipo e da polaridade dos condutores, convencionou'se através das cores das isolações. ) tabela seguinte indica o cJdigo de cores, a fai:a de trabalho e as toler!ncias dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o para as normas americana e alem# 6as mais usadas9, iglesa, japonesa, japonesa e francesa. Eara uma melhor visualiKaç#o desta tabela de cores, em uma nova janela de apresntaç#o
)pesar desta tabela ser muito conhecida e utiliKada mundialmente, apresentamos a nova tabela de fai:as, erros e cJdigo de cores segundo a G&('<2-' de +@2@. Fegundo esta norma internacional G&( <2-', foi adotado em diversos paises do glogo,
inclusive adotado pela )N$ tornando'se uma NB, as novas toler!ncias, fai:as de tra balho e o cJdigo de cores para os fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o. ) tabela inclui nos par"nteses, as toler!ncias apro:imadas em graus (elsius. Levido a curva dos termopares n#o serem lineares, as toler!ncias em graus dependem da temperatura da junç#o de mediç#o do termopar. Nna maioria dos casos, o erro e:presso em graus será maior em temperaturas de junções menores.
T5e# de #imi!e% de erro% %e"ndo IEC 30)'1*0* $ipo
Bange 60(9
$
'/< a +330(
$oler!ncia &special 6(lasse +9 X3uS 6X3,<0(9
$emperatura da unç#o de 4ediç#o 33
Ftandard 6(lasse /9 XD3uS 6X+,30(9 &special 6(lasse +9 X2
'/< a /330(
<330( Ftandard 6(lasse /9 X+-3uS 6X/,<0(9 &special 6(lasse +9 X +/3uS 6X+,<0(9
&
'/< a /330(
<330( Ftandard 6(lasse /9 X/33uS 6X/,<0(9 &special 6(lasse +9 XD3uS 6X+,<0(9
8
'/< a /330(
@330( Ftandard 6 (lasse /9 X+33uS 6X/,<0(9 &special 6(lasse +9 '
8()
3 a +<30(
Ftandard 6(lasse /9 X+33uS 6X/,<0(9
@330(
&special 6(lasse +9 XD3uS 6X+,<0(9 N
'/< a /330(
@330( Ftandard 6(lasse /9 X+33uS 6/,<0(9 &special 6(lasse +9 '
F( B(
3 a /330(
Ftandard 6(lasse /9 XD3uS 6X<,30(9
+3330(
Notas= a9 O range de temperatura em alguns casos deve ser menor do que os mostrados na tabela devido 5 limitaç#o das isolações dos fios ou cabos. b9 Os cabos usados para termopar tipo , s#o condutores de cobre comuns. Num range de 3 )
+330 ( o má:imo desvio é de X-3 S6X,<0(9 com uma temperatura de junç#o de mediç#o de +-330(. c9 Os cabos de e:tens#o s#o designados com o sufi:o UU e os cabos de compensaç#o apresentam o sufi:o U(U. Liferentes ligas podem ser usadas para o mesmo tipo de termopar e s#o distinguidas pela letra adicional U)U ou UU. )bai:o, temos o cJdigo de cores normaliKado pelo G&( <2-' de +@2@.
Tipo $ & 8 F B
Cp 4arrom Ereta Sioleta Serde 7aranja 7aranja
Cond"!or (B, 4arrom Ereto Sioleta Serde 7aranja 7aranja
Cond"!or (), ranco ranco ranco ranco ranco ranco
&m circuitos intrinsicamente seguros, a cor da capa e:terna deve ser aKul para todos os tipos de termopares.
.' Eemp#o PrH!i&o do U%o de -io% e C5o% Compen%do% No e:emplo visto anteriormente, temos que o uso de cabos de cobre ? cobre nas condições citadas, acarretam um erro de '+<,0( 6erro somente devido ao n#o uso de cabos compensados9. No e:emplo abai:o, temos as mesmas condições porém utiliKando um cabo de e:tens#o tipo 8 689=
$ivemos como resultado uma indicaç#o correta da temperatura do processo, provando numericamenteque, quando e:istir um gradiente de temperatura entre o cabeçote e a entrada do instrumento, deve'se obrigatJriamente usar fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o para compensar este gradiente. No prJ:imo e:emplo, mostramos porque o uso de cabos de cobre ? cobre para os termopares do tipo , n#o acarretam em erros significativos, se a temperatura de suas e:tremidades n#o forem superiores a <30(.
Eortanto temos um erro de '3,<0( 63,-V9, o que é despreKível em +/330(. Gsto acontece porque na fai:a de 3 a <30( o termopar tipo gera um sinal e:tremamente bai:o, n#o acarretando portanto em erros substanciais ao processo. No gWrafico abai:o temos a curva *.&.4. : temperatura do termopar tipo de o a <<0(, mostrando a duplicidade em sua curva=
. I%o#ção do% -io% e C5o% de E!en%ão e Compen%ção ) isolaç#o usada nos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o, deve ser escolhida de tal maneira a resistir 5s condições do ambiente onde irá trabalhar, levando'se em consideraç#o todas as variáveis tais como temperatura, solicitaç#o mec!nica, umidade, abras#o, presença de Jleo e outros componentes. Levido a grande variedade de aplicações, os fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o podem ser fornecidos com diversos tipos de isolações e:terna e interna. ) tabela abai:o indica os tipos de isolações comumente utiliKadas=
Tipo de I%o#ção E!ern
Temper!"r de U!i#iJção
Re%i%!;n&i Q A5r%ão
Re%i%!;n&i Q Umidde
ES( )mianto *ibra de Sidro Filicone $eflon
'/3 a 230( /< a <330( /3 a /30( 'D3 a /<30( '+33 a /D30(
4uito oa oa oa oa &:celente
&:celente Begular oa 4uito oa &:celente
.3 Re%i%!;n&i mi& ?i!o# do% C5o% Compen%do% )presentamos uma tabela indicativa da resist"ncia 1hmica dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o em relaç#o aos seus di!metros. Besist"ncia nominal do loop 6A9 e 6'9, em ?metro.
Re%i%!;n&i mi& do% &5o% de e!en%ão e &ompen%ção itola 6)[P9 //3 +2 +D +-
Li!metro 6mm9 3,<+ 3,2+ +,3/ +,/@ +,D
$
&
8
F?B
/,-D +,3+ 3,D/ 3,@ 3,/D
/,@ +,// 3,3,- 3,+
<,< /,D +,-3,@+ 3,D
-, +,@+,+2 3,< 3,-@
3,/ 3,+ 3,32/ 3,3<+ 3,3-
3,+ 3,3D2 3,3-/ 3,3/D 3,3+
Nota: 9esist'ncia nominal o loop $ -% em metro, a AC.
./ Erro% de In%!#ção Os erros de instalaç#o oriundos de inversões de polaridades dos cabos compensados ou ruídos elétricos, vide capítulo , (onsiderações gerais sobre os termopares e fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o.
.F C5o% de E!en%ão e Compen%ção I%o#ção Miner# &:istem aplicações específicas em que devido 5s condições severas do ambiente, assim como temperatura, umidade, resist"ncia mec!nica e ambientes agressivos, n#o podem ser aplicados os fios e cabos de compesaç#o com isolações tradicionais. Nestes casos utiliKam'se os cabos isolaç#o mineral, para que atendam as e:ig"ncia do ambiente de utiliKaç#o, com longa vida til e eliminando a necessidade de utiliKaç#o de coduítes. )s aplicações típicas s#o em plataformas marítimas, indstrias siderrgicas, químicas, nucleares entre outras.
3. ISOLADORES: $#o importante quanto a especificaç#o correta do termopar para as condições de um determinado processo, é também a escolha dos acessJrios que compõem a montagem do mesmo.
3.1 I%o#dore% Fua funç#o é a de isolar eletricamente os termoelementos e resistir a altas temperaturas. Os isoladores s#o feitos de cer!micaR para termopares básicos usa'se um material a base de sílica em vários tamanhos e formatosR podendo ser redondos, ovais, de pequenos tamanhos 6missangas9 e tendo de + a D furos. á para os termopares nobres, recomenda'se o uso de isoladores de alumina em uma nica peça 6capilar9, para minimiKar a contaminaç#o dos fios com o ambiente e:terno. Qma característica importante, é que os isoladores n#o devem desprender a altas temperaturas, gases voláteis que contaminem os termoelementos. Nos termopares isolaç#o mineral, o material usado como isolante é um pJ de J:ido de magnésio ltamente compactado. &m algumas aplicações específicas usa'se isoladores de E$*&, ES(, fibra de vidro, amianto e alguns tipos de plásticos, porém sempre com restrições com relaç#o ao seu uso. Na figura abai:o apresentamos vários tipos de formatos e isoladores=
3.$ ?#o&o% de Lição ) funç#o do bloco de ligaç#o é a de interligar o termopar ao fio ou cabo de e:tens#o ou compensaç#o, e prend"'los no cabeçote. ) base é feita de cer!mica isolante e os contatos 6 que podem ser /,,- ou D9 s#o feitos de lat#o niquelado ou cobre. &:istem diversos tamanhos e formatos, que s#o estabelecidos pelo tipo do termopar e cabeçotes utiliKados. Na figura abai:o tem'se vários tipos e tamanhos de blocos de ligaç#o=
3.' C5eço!e% ) func#o do cabeçote é a de proteger os contatos do bloco de ligaç#o, facilitar a cone:#o do tubo de proteç#o e do conduíte, além de manter uma temperatura estável nos contatos do bloco de ligaç#o, para que os contatos feitos de materiais diferentes do termopar n#o interfiram no sinal gerado por ele 6vide 7ei dos metais intermediários, (ap. /.9. Os cabeçotes s#o feitos normalmente de alumínio ou ferro fundido, e:istindo também em vários tipos e formatos, dependendo do ambiente a ser aplicado. Feus tipos s#o= ' Qniversal ? miniatura ' ) Erova de $empo ' ) Erova de &:plos#o ' ) Erova de $empo e &:plos#o ' (abeçotes para 4ultitermopares ' (abeçote Qniversal, é um cabeçote para uso geral em processos industriais. Feu corpo é feito em alumínio ou ferro fundido e sua tampa é parafusada ao corpo ou com fi:aç#o do tipo baioneta. ' O (abeçote tipo miniatura tem praticamente as mesmas características do universal, somente apresentando um menor tamanho.
' O (abeçote a Erova de $empo, é um cabeçote mais robusto, indicado ambiente s onde é necessário a proteç#o contra os efeitos do meio ambiente como umidade, gases n#o inflamáveis, poeiras, vapores e e vedaç#o 6ga:etas9, que faKem a vedaç#o contra o tempo, vapor, gases e pJ. Feu corpo é feito de alumínio ou ferro fundido com sua tampa rosqueada para maior proteç#o. Fua classificaç#o é N&4) -.
' O (abeçote a Erova de &:plos#o é um cabeçote robusto, destinado a aplicações em áreas classificadas ou locais contendo gases inflamáveis sujeitos a e:plos#o. (onstruidos de acordo com as normas brasileiras )N$ E'&'/@ e internacionais N&( <33 e N&4) para invJlucros a prova de e:plos#o. $em como finalidade limitar os efeitos de uma eventual e:plos#o ou inc"ndio no seu interior, evitando que seus efeitos venham a atingir áreas seguras, instalações elétricas e painéis de controle. Eossui resist"ncia mec!nica bem superior aos anteriores, corpo em alumínio ou ferro fundido e tampa rosqueada para facilitar a manutenç#o. Qsa'se sempre junto a uma unidade seladora, que tem por funç#o limitar os efeitos de uma e:plos#o para dentro do conduíteR pois ela fica selada internamente com uma resina epo:i por e:emplo, vedendo o processo de salas e painéis de controle.
' O (abeçotes pa 4ultitermopares, s#o cai:as retangulares, quadradas ou redondas a prova de e:plos#o e?ou tempo. F#o fabricadas em ligas de alumínio ou ferro fundido, e recomendadas para locais que contenham gases inflamáveis, atendendo as e:ig"ncias da )N$. ) fi:aç#o da tampa é feita por meio de parafusos, dobradiças ou roscas. No caso de inflamaç#o de gás contido em seu interior, n#o haverá risco de p ropagaç#o para o meio ambiente, pois a robusteK da cai:a faK com que ela resista a altas prssões, desenvolvidas por e:plosões confinadas em seu interior. Nota: *oos estes equipamentos poem ser fornecios com certificaos e conformiae emitios por laboratrios oficiais creenciaos.
3. Cone&!ore% Compen%do% Nas aplicações onde se faK necessário efetuar medições frequentes de temperatura, na qual a cone:#o do sensor ao cabo ou instrumento tornaria'se onerosa, faK'se uso dos conectores compensados. &stes conectores compensados permitem uma rápida, prática e deficiente cone:#o entre os termopares e fios e cabos de e:tens#o ou compensaç#o ou entre instrumentos. F#o construidos com as mesmas ligas dos termopares 6e:ceto para os tipos F e B que s#o de outros materiais9, para compensar gradientes de temperaturas que poderiam causar erros na mediç#o como visto anteriormenteR seguindo os mesmos limites de erros para os fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o segundo as normas )NFG e G&(. )lém disso eles s#o polariKados 6o pino negativo possui um di!metro maior ou no caso dos mini conectores é mais largo9 que o positivo, evitando as frequentes e inc1modas invesões de polaridade que sempre causam transtorno ao processo. Eara realçar ainda mais, no seu corpo vem marcado um relevo a polaridade de cada terminal. Feu corpo pode ser de nPlon, fibra de vidro, teflon ou cer!mica podendo ser usado em várias temperaturas, a mais comum é no mínimo /330(. Fua identificaç#o é feita através da coloraç#o e:terna do seu corpo, que está de acordo com a norma )NFG 4( @D.+ para termopares. $abela de cores para os conectores compensados, segundo a norma americana )NFG 4( @D.+ de +@2/=
TIPO
POSITIO
NEATIO
COR ETERNA
$ & 8 F?B N
(OB& *&BBO N]%Q&7 ' (BO4O N]%Q&7 ' (BO4O (OB& (OB& N]%Q&7 ' (BO4O' FG7](GO
(OB& ' N]%Q&7 (OB& ' N]%Q&7 (OB& ' N]%Q&7 N]%Q&7 ' )7Q4]NGO (OB& ' N]%Q&7 (OB& N]%Q&7 ' FG7](GO
);Q7 EB&$) SGO7&$) )4)B&7) S&BL& B)N() 7)B)N)
Eara os termopares do tipo e termoresist"ncia a dois fios, os conectores s#o de cobre?cobre, pois estes n#o precisam de compensaç#o de temperatura. &:istem também os semi'conectores, que tem as mesmas carcterísticas dos conectores comuns, porém com dimensões menores, permitindo o uso em espaços reduKidos e sendo ideais para sensores de pequenos di!metros.
Os painéis de conectores s#o usados para centraliKar a cone:#o de vários termopares ou termoresist"ncias, associando'se 5 instrumentaç#o. Qsados para conectar um ou vários sensores, s#o ideais onde os circuitos devam ser centraliKados ou onde s#o necessários frequentes engates e desengatas. $endo as mesmas características técnicas como ligas compensadas, polariKadas e cores normaliKadas. Nota: Os conectores poem ser uplos $+ termopares% ou ser com pinos $para termoresist'ncia%.
3.3 Cone2e% A9"%!H7ei% o" ?"&in% O bucim ou cone:#o ajustável, permite fácil instalaç#o dos termopares isolaç#o mineral e termoresist"ncias ao processo, facilitando o ajuste do comprimento de inserç#o pelo deslocamento sobre a bainha metálica. &stes podem ser de aço inJ:, lat#o ou lat#o niquelado, podendo ser usados em bainhas de +,3R +,
O bucim é constituído por capa, anilha e seu corpo propriamente dito. Feu funcionamento é bastante simples= rosqueando a capa no corpo, a anilha é pressionada contra a bainha metálica , dando uma forte fi:aç#o. Os bucins podem ter aplicações especiais além de prender o sensor ao processo, eles podem se usados apra vedaç#o 6serem herméticos9 para vácuo, altas pressões ou a prova de tempo 6isolaç#o de teflon9. &:iste também o chamado bucim reajustável, na qual a anilha é feita de teflon, permitindo o ajuste em diferentes posições sem prejudicar a anilha como no caso do bucim ajustável.
3./ T"5o% de Pro!eção Os tubos de proteç#o tem como funç#o principal a de proteger os termopares de ambientes de trabalho 6processo9, pois na maioria das aplicações o ambiente do processo agride os termopares e caso fossem usados sem proteç#o, teriam uma vida til muito refduKida. Os tubos de proteç#o n#o s#o designados para ligaç#o estanques de vasos, reatores ou qualquer outro local onde seja necessário vedaç#o. Na especificaç#o dos tubos de proteç#o devem ser levados em consideraç#o todas as condições de uso tais como, temperatura, atmosfera do processo, resist"ncia mec!nica, press#o, tipos de fluido em contato, velocidade de resposta entre outras. )s condições do processo que devem ser protegidas pelo tubo de proteç#o s#o o contato do termopar com metal 6sJlido, líquido ou vapor9, gases e fumos proveniente de combust#o, en:ofre, J:idos metálicos, eletrJlitos e ouitras diversas subst!ncia que causariam a degradaç#o e perda de calibraç#o do sensor. Outro fator a se considerar é quanto a maneira e local a ser instalado o tubo, com relaç#o a posiç#o, inserç#o e tempo de resposta. Side capítulo . Na figura abai:o, tem'se o equema de um tubo de proteç#o=
Os tubos de proteç#o se dividem em metálicos e cer!micos. a9 Os tubos de proteç#o metálicos podem ser &om e %em costura. Qm tubo com costura provém de uma chapa metálica enrolada e soldade longitudinalmente 6costurada9 e polida para dar um acabamento final. Os tubos sem costura s#o feitos através de um proceso mec!nico na qual o material metálico fica sem soldas em sua e:tens#o 6e:trudados9. ) e:tremidade do tubo 6independente do modo de construç#o9 é normalmente fechada através de caldeamento ou soldagem a rosqueado na outra e:tremidade para adaptaç#o ao cabeçote. Levemos lembrar que em temperaturas que ultrapassam 2330( apro:imadamente, acelera'se o processo de corros#o, fadiga do material, dilataç#o e reações qumicas que podem danificar a estrutura do material. %uando isto for inevitável no processo, recomenda'se o uso de tubos duplos 6um tubo e:terno e um interno9, dando maior proteç#o ao termopar. ) cone:#o do tubo ao processo pode ser feito por meio de rosca, flange ou mesmo soldada, mas normalmente o tubo de proteç#o n#o é designado para dar estanqueidade 6vedaç#o9 ao processo e sim somente proteç#o ao elemento sensorR sendo fi:ado ou colocado no meio onde vai atuar. Os materiais metálicos mais usados nos tubos de proteç#o s#o ferro fundido, aço carbono, aço ino:idável 63-, +3, +D, /+9, aço cromo --D, allo^ D33, hastello^, monel entre outros. Na página seguinte temos alguns materiais metálicos mais utiliKados em tubos de proteç#o e suas características técnicas.
SELEÇÃO DE MATERIAIS DE POÇOS E TU?OS DE PROTEÇÃO Eara correta especificaç#o destes, é necessário levar em consideraç#o todas as condições de uso, tais como temperatura, resist"ncia mec!nica, atmosfera de trabalho, velocidade de flu:o, tipo de fluído, velocidade de resposta, entre outros.
CARACTERSTICAS DOS MATERIAIS DE PROTEÇÃO METLICOS AÇO CAR?ONO: $emperatura má:ima de utiliKaç#o <<30(. L e uso geral com resist"ncia a corros#o limitada, podendo n#o ser usado continuamente em ambientes o:idantes ou redutores.
AÇO IN '+: $emperatura má:ima de utiliKaç#o @330(. 7 argamente utiliKado como material de proteç#o em bai:as temperaturas. Besistente a corros#o mas n#o recomendável para uso em atmosferas sulfurosas ou com chamas redutoras. Fujeito a precipitaç#o de carbide na fai:a de -2/ a 2+0( o que pode reduKir sua resist"ncia a corros#o. )plicações principais est#o em indstrias químicas, petroquímicas, alimentícias, plástica entre outras.
AÇO IN '1+: 4á:ima temperatura de uso ++330(. &levada resit"ncia a corros#o e o :idaç#o em altas temperaturas. oa resist"ncia em ambientes redutores, sulfurosos e carboniKantes. Besist"ncia mec!nica superior ao inJ: 3-.
AÇO IN '1/: 4á:ima temperatura de uso @330(. 4elhor resist"ncia ao calor, ácidos e álcalis do que o inJ: 3-. )plicável para uso na presença de componentes sulfricos.
AÇO CROMO /: 4á:ima temperatura de uso ++330(. &:celente resist"ncia a corros#o e o :idaç#o em atmosferas sulfurosas. QtiliKado para uso em banhos de sal, metais fundidos e outras aplicações que envolvam altas temperaturas. oa resist"ncia em ácido nítrico, sulfrico e na maioria dos álcalis.
ALLOV /++: 4á:ima temperatura de uso ++<30(. oa aplicaç#o em ambientes corrosivos su jeitos a altas temperaturas. &:celente resist"ncia mec!nica. N#o aplicável em atmosferas contendo en:ofre 6sulfurosas9.
ALLOV 0++: 4á:ima temperatura de trabalho no ar +3@30(. oa resist"ncia a o:idaç#o, carboniKaç#o e outros efeitos prejudiciais da e:posiç#o a altas temperaturas.
NI?IO:
oa resist"ncia a corros#o em metais líquidos até +3330(. $emperatura má:ima de operaç#o /3330( em vácuo ou atmosfera neutra.
TWNTALO: Eode ser utiliKado até //330( em gás inerte no vácuo. &:celente resist"ncia a muitos ácidos em temperatura ambiente.
TITWNIO: Eode ser utiliKado até +3330( em atmosfera redutora e /<30( em atmosfera o:idante. oa resist"ncia a o:idaç#o e ataques químicos.
-ERRO PRETO: Eara temperatura até 2330(. QtiliKado em recoKimento, t"mpera, banhos de sal, entre outros.
NODULAR PERLTICO: QtiliKado até @330(. Gdeal para metais n#o ferrosos como alumínio, Kinco, etc.
TU?ETE DE PLATINA: 4á:ima temperatura de uso +-230(. T o nico material metálico capaK de operar em atmosferas o:idantes acima de +/D30( por longos períodos de tempo. Normalmente usados com termopares tipoF, B e . Fua aplicaç#o principal é em indstrias de vidro, de cer!mica e em altas temperaturas em geral. Nota: Outros tipos e materiais poem ser fornecios sob consulta, como por exemplo molib'nio, IatelloP, cobre, revestimentos e viro, teflon e outros para aplica?Hes específicas.
Compo%ição "
3,D 3,D 3,D +,/ 3,D 3,D
+, +, +,2 +,2 +, +,
+2,< +2,< /-,< /-,< + +
@ @ /3,< /3,< + +
' ' ' ' /, /,
3,3 3,3 3,3/< 3,3/< 3,3 3,3
3,3 3,3 3,3/< 3,3/< 3,3 3,3
' ' ' ' ' '
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3,2
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'
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*e>@,
b9 Os tubos de proteç#o ceramico s#o usados normalmente que processos que envolvam temperaturas superiores a +/330(, onde as ligas metálicas n#o resistiriamm por muito tempo. Eoderia'se usar alguns materiais metálicos como o t!ntalo e o molibd"nio que trabalham em temperaturas mais elevadas 6até /<330( apro:imadamente9, mas que o:idam rapidamente em temperaturas altas e s#o muito caros para o uso. &nt#o usam'se os materiais cer!micos que na maioria dos casos s#o utiliKados para proteger os termopares nobres. Fua principal aplicaç#o é em siderrgicas e fundições, indstrias cer!micas e de vidro. Fuas vantagens s#o a resist"ncia a altas temperatura, neutralidade 5 reações químicas, boa resist"ncia a abras#o entre outras característicasR porém suas desvantagens s#o bai:a resist"nca mec!nica, sensibilidade a choques térmicos, porosidade emm temperaturas elevadas. Os materiais cer!micos mais utiliKados s#o a alumina, quartKo, carbureto de silício entre outros. &:istem também os tubos metálico?cer!micos U(ermetsU, que s#o combinações de metais e J:idos metálicos as quais depois de um tratamento apropriado tornam'se tubos com grande resist"ncia mec!nica, resistente a corros#o e choque térmicos, bem melhores do que os tubos cer!micos. Qsado até +-330( na maioria das atmosferas. Na tabela ane:a, temos alguns materiais cer!micos mais utiliKados em tubos de proteç#o e suas características técnicas.
CARACTERSTICAS DOS MATERIAIS DE PROTEÇÃO CERWMICOS CERWMICA TIPO /1+)MULITA: $emperatura má:ima de utiliKaç#o +D<30(. (ontém D3V de alumina e -3V de sílica na composiç#o. Eossui boa condutibilidade térmica, boa resist"ncia mec!nica, sensível a choques térmicos 6deve ser pré'aquecido9. 4aterial n#o poroso.
CERWMICA TIPO F1+)ALUMINA RECRISTALIXADA: $emperatura má:ima de utiliKaç#o +@330(. (ontém @@V de alumina na composiç#o. Eossui condutibilidade térmica, resist"ncia mec!nica e estabilidade química superior ao tipo D3+3R
sensível a choques térmicos 6um leve pré'aquecimento é necessário9. &stes tubos s#o impermeáveis 5 maioria dos gases sob condições de proceso.
CAR?URETO DE SILCIO RECRISTALIXADO: $emperatura má:ima de utiliKaç#o +D<30(. )presenta bai:a resist"ncia mec!nica e porosidade. Eossui alta condutibilidade térmica e e:celente resist"ncia a choques térmicos. Nota: Outros tipos e materiais poem ser fornecios sob consulta, tais como "irconita, quart"o e outros para aplica?Hes específicas.
3.F Poço% Termom4!ri&o% O poço termométrico possui a mesma funç#o básica dos tubos de proteç#o, que é a de proteger os termoelementos contra a aç#o do processo 6ambientes agressivos, esforços mec!nicos entre outros9. Eorém sua aplicaç#o difere dos tubos de proteç#o, pois é fornecido com meios para ligaç#o estanque do processo, ou seja, veda o processo contra vaKamentos, perdas de press#o, contaminações e outros. Penericamente usa'se o poço onde as condições do processo requisitam alta segurança e s#o críticas tais como altas temperaturas e pressões, fluidos muito corrosivos, vibrações e alta velocidade de flu:o. O poço termométrico difere do tubo quanto a sua construç#o 6jaá que os materiais utiliKados s#o os mesmos9. &nquanto os tubos s#o fabricados de uma chapa metálica enrolada e soldada, os poços s#o feitos a partir de uma barra maciça usinada, e:ecutando um furo interno longitudinal mantendo'se assim a espessura da parede de acordo com especificações pré' determinadas, proporcionando assim ao conjunto final, resist"ncia mec!nica 5 press#o e deformaç#o superiores aos tubos metálicos. Os poços s#o totalmente usinados interna e e:ternamente, e polidos para diminuir o atrito. (omo n#o há soldas longitudinais, mesmo em altas pressões, garante'se a integridade do poço. Fua fi:aç#o ao processo é feita por meio de rosca e:terna, solda, flange ou outros meios para a fi:aç#o hermética a um vaso por e:emplo, eliminando a necessidade de parede e esvaKiamento do processo para troca ou manutenç#o dos sensores. Qm problema muito perigoso em que os poços est#o sujeitos s#o os efeitos da vibraç#o. O fluido que se atrita ao poço, forma uma turbul"ncia que tem uma frequ"ncia definida na relaç#o entre o di!metro do poço e a velocidade do fluido. T importante que o poço tenha suficiente rigideK mec!nica para que a frqu"ncia de turbul"ncia esteja sempre abai:o de sua frequ"ncia natural 6ou resson!mica9 (aso a frequ"ncia de turbul"ncia seja igual a frequ"ncia natural do poço, este vibrará e tenderá a quebrar. Eerdendo'se o poço, além de n#o termos mais a vedaç#o do processo, podendo haver uma contaminaç#o, perda de carga ou transbordamento de algum líquido, também o sensor de temperatura poderá se perder. Os poços com haste c1nica s#o os que apresentam melhores resultados frete ao problema da vibraç#o, pois proporcionam maior rigideK mec!nica por uma mesma sensibilidade em relaç#o aos poços de haste paralela ou reta. Outo fator a seconsiderar é quanto a maneira e o local a ser instalado o poço, com relaç#o a posiç#o, inserç#o e tempo de resposta. Side capítulo . Na montagem de um poço termométrico, para que haja um distanciamento mínimo do cabeçote 5s paredes do processo e para permitir a remoç#o do sensor sem ter que parar o processo,
utiliKa'se de sispositivos que se estendem entre o poço e o cabeçote. &sta e:tens#o pode ser lisa a qual chama'se de niple ou com rosca e niple a qual chama'se de uni#o.
$odos os poços termométricos passam por uma série de testes para verificar sua integridade e garantir a vedaç#o do processo. &stes testes s#o dimensionais, líquido penetrante, press#o hidrostática, ultra'som e inspeç#o em raio . No gráfico indicativo ane:o, temos a relaç#o Eress#o : $emperatura para alguns poços termométricos.
&ste gráfico mostra que a press#o 5 qual o poço é submetido, decai com a temperatura, diferentemente para cada tipo de material. )lém de serem metálicos, os poços podem ser revestidos com *eflon ou vidro, para ter maior resist"ncia a corros#o em banhos químicos, ácidos ou outros componentes cáusticos, em temperaturas de até /330( e press#o de +8g?cm/ apro:imadamente. Fuas aplicações s#o na indstria farmac"utica, alimentícia, ácidos, eletro'deposiç#o entre outras.
/. TIPOS DE MONTAEM: &:istem vários tipos de montagens para os termopares, que se aplicam em tipos de processos bastante específicos. &stas montagens tem como objetivo obter uma melhor efici"ncia em termos de tempo de resposta, precis#o e vida til.
/.1 Medição de Temper!"r de S"perf<&ie &m algumas aplicações é necessário medir temperatura em superfícies horiKontais e verticais, fi:as ou mJveis, onde é necessário um rápido tempo de resposta. Eara isso se utiliKa de sensores de superfície 6ou sondas9, na qual os sensores se encontram e:postos, na forma de l!minas ou chapas, para que fiquem em contato direto com a superfície em que se deseja medir a temperatura. &:emplo, superfícies em !ngulo, paredes, cilindros e bobinas em movimento e muitas outras aplicações.
/.$ Termopr do Tipo PAD o" S8IN &m caldeiras ou superaquecedores, muitas veKes é necessário medir a temperatura superficial da tubulaç#o com precis#o, para otimiKar a produç5o de vapor e o consumo de energia 6Jleo ou gás9. &stes tubos s#o localiKados em áreas onde as chamas ou gases est#o normalmente centenas de graus acima da parede dos tubos. Eara assegurar a precis#o é necessário posicionar os termopares o mais prJ:imo possível do ponto a ser medido e ter uma eficiente troca térmica. O termopar E)L ou F8GN é uma montagem que tem na sua e:tremidade uma chapa metálica soldada ou prensada, onde está a junç#o de mediç#o do termopar. &sta chapa é fi:ada nas paredes da tubulaç#o, onde a troca de calor acontece muito rapidamente e sem perdas, resultando numa precisa e rápida mediç#o de temperatura. O E)L ou F8GN pode ser soldado diretamente numa parede ou ser adaptado 6encurvado9 para se fi:ar numa tubulaç#o.
/.' Termopr -#e<7e# Tipo ?ione! &ste tipo de montagem é muito usado em máquinas injetoras de plásticos ou e:trusoras, máquinas de sIell-moling , além de outras aplicações devido ao seu rápido tempo de resposta e facilidade de instalaç#o. O termopar fle:ível tem sua profundidade de inserç#o ajustável por meio de uma cone:#o rosqueada sobre uma mola, que permite um contato firme com a superfície a ser medida, resultando em maior precis#o e um rápido tempo de resposta.
/. M"#!i Termopre% &m alguns processos é necessário ou desejável obter um perfil de temperaturas de um vaso ou tanque. Eor causa da limitaç#o de espaço ou custo, fica impraticável inserir vários termopares no vaso para este tipo de mediç#o. Eara estes casos usam'se os multitermopares, onde num nico tubo ou poço, coloncam'se vários termopares com as junções de medidas localiKadas em pontos específicos, resultando numa mediç#o satisfatJria. Peralmente é composto de uma cai:a de junç#o 6aprova de tempo e?ou e:plos#o9 para as junções de refer"ncia e o contato com os cabos compensados. Os multitermopares s#o usados em colunas de destilaç#o, craqueadores catalíticos, reatores pressuriKados e outras diversas aplicações onde um perfil de temperatura é necessário.
F. CONSIDERAÇYES ERAIS SO?RE OS TERMOPARES E CA?OS COMPENSADOS: ) seleç#o, instalaç#o, uso e manutenç#o de termopares e fios e cabos de e:tens#o e compesaç#o, devem ser perfeitamente adequadas para que estes apresentem boas características de precis#o, repetibilidade e vida til.
F.1 Re&omendç2e% pr Se#eção6 In%!#ção e U%o do Termopre% ) escolha de um termopar para uma determinada aplicaç#o deve ser feita considerando'se todas as características e normas e:igidas pelo processo como= ' *ai:a de $emperatura ' Erecis#o ' &stabilidade ' Bepetibilidade ' (ondições de $rabalho ' Selocidade de Besposta ' Eot"ncia $ermoelétrica ' (usto Eara a perfeita instalaç#o e uso, deve'se atentar com vários detalhes de montagem como por e:emplo o comprimento de inserç#o= O comprimento da proteç#o e do sensor deve ser de tal forma que acomode a junç#o de mediç#o bem no meio do ambiente em que se deseja medir a temperatura. Qm comprimento de inserç#o mínimo recomendado por norma é de no mínimo 1+(deJ, 7eJe% o di!metro e:terno da proteç#o 6bainha, tubo ou poço9, para minimiKar os erros causados pela conduç#o de calor ao longo da proteç#o. Norma )F$4'F$E -3 . Becomenda'se também uma dis!ncia mínima de +33mm do cabeçote 5 parede do processo, para nunca e:ceder a temperatura má:ima de utiliKaç#o dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o. Oos poços e tubos de proteç#o devem ter um di!metro adequado para acomodar os sensores, entretanto proteções com di!metros maiores s#o necessários para manter uma atmosfera o:idante dentro da proteç#o para evitar a contaminaç#o por UPreen'BootU nos termopares tipo 8 e &, além de aumentar a resist"ncia mec!nica. %uando se utiliKa tubo de proteç#o cer!mica, antes de sua inserç#o ou retirada do processo, deve'se pré aquec"'los para evitar os choque térmicos, que resultam em quebra dos mesmos, além de uma inserç#o ou retirada lenta e gradual. )inda com relaç#o a proteç#o, deve'se instalar os poços e tubos de proteç#o em locais onde o fluido a ser medido esteja constante movimento, pois Konas de estanque n#o indicam a temperatura real do processo além de dar um atraso na resposta. &m processos com temperaturas elevadas, deve'se em alguns casos montar o poço na posiç#o vertical, em cotovelo ou em !ngulo para se conseguir um comprimento de inserç#o mínimo e uma boa resist"ncia mec!nica. Seja e:emplos de montagens na fig. abai:o=
F.$ Re&omendç2e% pr In%!#ção do% -io% e C5o% de E!en%ão e Compen%ção N#o se recomenda a utiliKaç#o de fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o muito finos para uso em conduítes, pois estes n#o tem suficiente resist"ncia mec!nica 5 traç#o. ) resist"ncia elétrica 61hmica9 total dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o n#o é levada em consideraç#o quando a impend!ncia de entrada do instrumento receptor for bastante elevada 6da ordem de deKenas de mega1hms9. Os fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o n#o devem ser passados prJ:imos a linha de força, resist"ncias elétricas, chaves contadoras, relés e outros, devido a induç#o de ruídos elétricos e a consequente instabilidade na leitura. Leve'se atentar bastante com relaç#o 5 polaridade dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o 6cJdigo de cores9 e sua ligaç#o no instrumento receptor, pois qualquer tipo de invers#o resulta em erros sérios para o processo. Seja e:emplos abai:o= &rros produKidos pela invers#o de polaridade dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o.
, Simp#e% In7er%ão
Neste caso, o instrumento irá indicar uma temperatura negativa no isplaP ou irá bater no início da escala. O erro de uma simples invers#o é muito comum de acontecer, devido a confus#o ou n#o observaç#o do cJdigo de cores correto dos fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o. &ste erro é de fácil detecç#o pelo operador, já que o processo n#o poderia estar em uma temperatura negativa 6salvo processos criog"nicos9. Eorém se ele n#o for detectado a tempo, o processo estiver sendo controlado e se este instrumento de controle n#o for dotado de alarmes ou um sistema de intertravamento, a temperatura do forno irá subir continuamente a valores altíssimos, colocando o processo em risco de e:plos#o, por e:emplo.
5, D"p# In7er%ão
O processo está a @330(, enquanto sua indicaç#o é de 2D@,<0(. O erro de dupla invers#o é um erro bem mais difícil de detetar, pois se o operador n#o estiver atento 5s indicações nos instrumento, este erro pode passar despercebido, já que ele é positivo e raKoavelmente prJ:imo ao valor real. (om relaç#o ao controle, o processo fica bastante instável e depois se estabiliKa num valor maior do que o desejado.
) dupla invers#o acontece com frequ"ncia, pois quando uma simples invers#o é constatada, é comum pensar que uma nova troca na ligaç#o dos terminais compensará o erro. Eorém isto n#o acontece. Fempre que acontecer uma simples invers#o, a correç#o deve ser efetuada obrigatoriamente no local onde ocorreu a invers#o de polaridade.
F.' R"
Fe o campo magnético gerado passa através do sistema de mediç#o de temperatura a termopar, este campo pode se acoplar e induKir uma corrente elétrica espria no sistema. O método para a minimiKaç#o dos ruídos magnéticos é a torç#o dos fios ou cabos de e:tens#o e compensaç#o. ) torç#o dos cabos faK com que a corrente induKida se cancele, atenuando este tipo de interfer"ncia. %uanto maior for o nmero de torções, mais eficiente será contra os ruídos. Eara uma melhor proteç#o, os fios ou cabos de e:tens#o e compensaç#o devem ser torcidos e blindados. )lém de todos estes métodos de se minimiKar as interfer"ncias nos sinais gerados nos pares termoelétricos, a instrumentaç#o também deve ter circuitos de entrada e saída isolados galv!nica ouopticamente, ou técnicas de softRare para uma melhor performance no sitema de mediç#o de temperatura a termopar. $odas estas técnicas de IarRare ou softRare para filtrar as entradas de informações, combatem de diferentes maneiras o ruído já introduKido na linha de sinal. No entanto, é muito melhor limitar a quantidade de ruído que pode se infiltrar na linha. Qm modo de se conseguir este objetivo é atravé do uso de $ransmissores de Finais para carregar a linha com um sinal de tens#o ou corrente contígua de alto nível 6+ a < Scc ou $+ mA9. O uso dos transmissores de sinal, possibilitam além de tornar o circuito termoelétrico quase imune aos problemas de ruídos esprios, há também algumas vantagens como a de se utiliKar fios e cabos de cobre comuns, n#o precisar de blindagens e aterramentos, n#o necessitar de instalaç#o especial 6bandejas e conduites comuns9, transmiss#o de sinais a grandes dist!ncias, padroniKaç#o de sinais e custos de instalaç#o reduKidos caso as dist!ncias forem grandes entre o sensor e instrumento. Lependendo do Fpan de trabalho, consegue'se também uma maior precis#o do que a montagem convencional com fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o.
F. En7e#e&imen!o e In4r&i do% Termopre% &:iste uma relaç#o entre di!metro dos fios termopares e vida til. $ermopares de fios de grande di!metro, envelhecem mais lentamente do que aqueles constituídos por fios de pequeno di!metro. (om relaç#o a atmosfera, este é um fator que influi grandemente no envelhecimento e consequetemente perda de calibraç#o. Eor e:emplo, em altas temperaturas os termopares nobres se modificam se forem introduKidos em um meio redutor e o tipo 8 se altera totalmente se o meio em contato com ele for redutor, alternadamente reduto?o:idante ou uma atmsofera pobre de o:ig"nio. %uanto a temperatura, se o termoelemento for sempre submetido a valores médios ou inferiores 5queles recomendados pelos limites de erros, o envelhecimento será muito lento. O envelhecimento será tanto mais rápido quanto mais alta for a temperatura. (om relaç#o a inércia dos termopares, os fatores que influenciam nos tempos de resposta s#o= ' (apacidade $érmica do fluido e do termopar ' (ondutividade $érmica do fluido e do termopar ' Belaç#o massa ? superfície do termopar ' Selocidade do *luido ao redor do termopar ' $ipo e posiç#o da unç#o de mediç#o do termopar ' Erofundidade insuficiente de imers#o ' &spaçamento interno entre o poço ou tubo e o sensor $odos estes fatores influenciam na velocidade de resposta numa mediç#o de temperatura a termopar. Eara aumentar a velocidade do fluido ou usar junç#o de topo ou aterrada, reduKir o
espaçamento entre o poço e o sensor, aumentar o comprimento de inserç#o e outras alterações na instalaç#o, para tornar o tempo de resposta do termopar o menor possível.
F.3 Pre&i%ão do Si%!em de Medição de Temper!"r Termopr Os limites de erros vistos anteriormente 6do termopar e do cabo9 s#o chamados erros individuais. Eorém o erro total do sistema termopar, mais cabo e mais instrumento, tem que ser calculado para se conhecer o erro total numa instalaç#o a termopar, e saber se este erro é maior ou menor do que o processo admite. O erro médio mais provável num sistema a termopar é igual a raiK quadrada da soma dos quadrdos dos erros absolutos de cada componente deste sistema. &:emplo= Qm processo a +3330(, usando termopar e cabo tipo 8, e um instrumento analJgico para indicaç#o, temos=
Neste e:emplo, conseguiu'se um incremento na precis#o do sistema de quase +33V, somente usando um sensor e um instrumento mais precisos. Notas: - Os limites e erros amitios neste exemplo, est#o e acoro com a norma (N)1 MC <.; e ;23+. - Os erros citaos anteriormente s#o para toos os elementos $termopar, cabo e instrumento% aferios.
0. TERMORESISTZNCIAS: )s termoresist"ncias s#o sensores de temperatura muito usados nos processos industriais e em laboratJrios, por suas condições de alta estabilidade, retibilidade, resist"ncia a contaminaç#o, pequeno rift em relaç#o ao tempo, menor influ"ncia de ruídos e altíssima precis#o de leitura. Eor estas características, este sensor é padr#o internacional para mediç#o de temperatura na fai:a de '/<@,-D<0( a @D+,20(, segundo a G$F'@3.
0.1 Prin&
Observa?#o: Existe um valor e alfa iferente o anterior que aina Io@e ! usao nos 0)( e ap#o, ! conIecio como SCurva (mericanaS ou a a ntiga 1) ;<7-;23;.
0.$ Con%!r"ção -<%i& do Sen%or O fio de platina ou níquel é enrolado na forma helicoidal e encapsulada hermeticamente em um bulbo de cer!mica ou vidro. Os bulbos de vidro geralmente s#o usados em laboratJrios, onde se deseja um tempo de resposta bai:o, já os bulbos cer!micos s#o mais recomendados para aplicações industriais, pois resistem a temperaturas mais altas e tem uma maior resist"ncia mec!nica. Outro método é depositar platina sobre um substrato fino 6thin'film9 para substituir o fio convencional. Lesta forma, o elemento pode ser ligado a uma superfície plana ou cilíndrica.
&stes sensores s#o colocados em poços ou tubos de proteç#o para uma maior resist"ncia e interligados por fios de cobre, níquel ou prata até o cabeçote. Os acessJrios utiliKados nos termopares também s#o usados para as termoresist"ncias.
0.' Cr&!er<%!i&% eri% d Termore%i%!;n&i de P#!in ) termoressit"ncia de platina é a mais usada industrialmente devido a sua grande establidade e precis#o. & esta termoresist"ncia tem sua curva padroniKada conforme norma LGN'G&( <+'+@2< e tem como características luma resist"ncia de +33 a 30(. (onvencionou'se chama'la de Et'+33, 6fios de platina com +33 a 30(9. Fua fai:a de trabalho vai de '/33 a D<30(, porém a G$F'@3 padroniKou seu uso até @D/0( apro:imadamente. Os limites de erros e outras características das termoresit"ncias, s#o frequentemente as normas LGN'G&( <+?+@2<. Nota= ) norma LGN'G&( <+?2< é a unificaç#o da LGN'-D3?23 com a G&('<+?2, a tendendo também a F'+@3-?2-.
0.'.1 Limi!e% de Erro% )presentamos os limites de erros para as classes ) e segundo a norma LGN'G&( <+?2<= (7)FF& = X3,3 A 63,33<.t90( (7)FF& )= X3,+< A 63,33/.t90( Numérica e graficamente temos=
To#erKn&i
C#%%e A
Temper!"r
C#%%e ?
(C,
([C,
([ ,
([C,
([ ,
'/33 '+33 3 +33 /33 33 -33 <33 D33 D<3 33 233 2<3
3,<< 3,< 3,+< 3,< 3,<< 3,< 3,@< +,+< +,< +,-< ' ' '
3,/3,+3,3D 3,+ 3,/3 3,/ 3, 3,2 3,- 3,-D ' ' '
+, 3,2 3, 3,2 +, +,2 /, /,2 , ,<< ,2 -, -,<<
3,
0.'.$ Re%i%!;n&i de I%o#ção Temper!"r Am5ien!e ) resist"ncia entre cada terminal do sensor e a bainha deve ser testada com uma voltagem entre +3 S a +33Sdc, sob temperatura ambiente entre +<0( e <0( e uma umidade relativa n#o e:cedendo a 23V. ) polaridade deve ser trocada em todos os terminais. &m todos os casos, a resist"ncia de isolaç#o mínima é +334 .
0.'.' Re%i%!;n&i de I%o#ção MHim Temper!"r
(om a voltagem n#o e:cedendo a +3 Sdc, a resist"ncia de isolaç#o entre cada terminal e a bainha n#o deve ser menor que a mostrada na tabela=
Temper!"r MHim (C,
M
+33 a 33 3+ a <33 <3+ a 2<3
+3 / 3,<
Nota: Gaos oriunos a G1N-1EC />; - ;23>
Fegundo a )F$4 & ' ++, temos=
o#!em Ap#i&d (OLTS DC,
Temper!"r (C,
Re%i%!;n&i de I%o#ção M
+3 a <3 +3 a <3 +3 a <3
/< X < 33 X +3 D<3 X +<
+33 +3 /
0.'. A"!o)AG"e&imen!o O auto'aquecimento é causado pela corrente que passa pela resist"ncia, oriunda do instrumento de leitura. Eor efeito oule, há a geraç#o de calor, quando uma corrente elétrica atravessa uma resist"ncia. 6 E > B.i 9 Eara uma mediç#o de temperatura com termoresist"ncia, este aquecimento pode levar a erros que comprometem esta mediç#oR ent#o este aquecimento tem que ser limitado a pequenos valores para que possa ser despreKado. Eara isso deve'se limitar a corrente de e:citaç#o do sensor. Eela norma LGN'G&( <+?2<, a pot"ncia má:ima desenvolvida numa termoreist"ncia n#o pode ser maior que +,3 m[, o que na fai:a de atuaç#o do sensor dá uma corrente má:ima de m). Salores típicos recomendados s#o da ordem de + a / m). ) elevaç#o da temperatura equivalente ao aumento da dissipaç#o de calor na termoresist"ncia n#o deve e:ceder a 3,0(.
0. Tipo% de Mon!en% Na montagem convencional com bainha preenchida, tem'se o sensor montado em um tubo metálico com uma e:tremidade fechada e preenchido todos os espaços com J:ido de magnésio, permitindo uma boa troca térmica e protegendo o sensor de choques mec!nicos. ) ligaç#o do bulbo é feita com fios de cobre, prata ou níquel isolados entre siR sendo a e:tremidade aberta, selada com resina epo:i, vedando o sensor do ambiente em que vai atuar.
)inda assim neste tipo de montagem, a termoresist"ncia n#o apresnta muita resist"ncia mec!nica e n#o dispõe de condições para efetuar curvas, bem como tem limitações relativas ao di!metro e:terno e comprimento total. Eara suprir este problema dimensional, foi desenvolvida a termoresist"ncia isolaç#o mineral, na qual o bulbo sensor é interligado a um cabo isolaç#o mineral com fios de cobre comuns. &ste tipo de montagem permite a reduç#o do di!metro, n#o limita o comprimento, apresenta rápida velocidade de resposta é dá uma maior fle:ibilidade permitindo dobras e curvas do cabo que antes era ipossível, podendo ser utiliKada onde o acesso n#o era possível.
Obs.: (s montagens com termoresist'ncias s#o feitas e maneira similar as termopares quanto ao emprego e acessrios com cabe?otes, tubos e po?os, bucins, niples, entre outros. )presentamos um gráfico ilustrativo de tempo de resposta de uma termoresist"ncia isolaç#o mineral.
0.3 Prin&
&sta resist"ncia de fiaç#o tende a aumentar quanto maior for a dist!ncia entre o sensor e o instrumento, menor for a bitola dos fios ou maior a tempertura ambiente. %uando a ponte estiver balanceada 6n#o circular corrente pelo galvan1metro9 temos=
$emos que mesmo com a ponte balanceada, o valor da resist"ncia B é igual a B- mais as resist"ncias de fiaç#o B7+ e B7/R que dependendo de seus valores podem induKir erros graves na mediç#o de temperatura com termoresist"ncia. $emos abai:o uma tabela que mostra a relaç#o bitola dos condutores : dist!ncia má:ima, entre termoresist"ncia doi% fio% e instrumento receptor.
DISTWNCIA MIMA
DIWMETRO (A\, ++D +2 /3 // //D
(mm, +,D +,/@ +,3/ 3,2+ 3,D3,<+ 3,-3
(me!ro%, +2,+ ++,,/ ,3 +,@ +,2 +,+
' 7igaç#o a $r"s *ios
&ste é o método mais utiliKado para as termoresist"ncias na indstria. Neste circuito a configuraç5o elétrica é um pouco diferente, faKendo cm que a alimentaç#o fique o mais prJ:imo possível do sensor, permitindo que a B7+ passe para o outro braço da ponte, balanceandio o circuito. Na ligaç#o a / fios as resist"ncias de linha estavam em série com o sensor, agora na ligaç#o a fios elas est#o sepa radas. (omo
Fe os fios de ligaç#o forem do mesmo tipo, tiverem o mesmo comprimento e di!metro e estiverem na mesma temperatura, eles ter#o o mesmo valor de resist"ncia 6B7+ > B7/9.
se
(onhecendo'se o valor de B tem'se B- e na tabela tem'se a temperatura. Notas= ' O terceiro fio atua somente como condutor de compensaç#o, n#o influenciando nos cálculos de mediç#o de resist"ncia. ' ) integridade de mediç#o de uma ligaç#o a fios pode ser mantida somente se a ponte for balanceada. Eortanto uma técnica mais precisa para mediç#o de tempreratura com termoresist"ncia é a ligaç#o a - fios. ' 7igaç#o a %uatro *ios
) fonte de corrente F, fornece uma corrente estabiliKada e conhecida através da termoresist"ncia B e a tens#o gerada é medida com um voltímetro de alta imped!ncia ou potenci1metro. Lesta forma a resist"ncia dos condutores e:erce um feito despreKível sobre a mediç#o. &ste tipo de mediç#o a - fios é pouco usado em indstrias, tendo sua maior aplicaç#o em laboratJrios e sendo usado em sensores padrões.
0./ O"!ro% !ipo% de ?"#5o% de Re%i%!;n&i &:istem vários tipos de sensores com características diferentes do Et'+33 convencional. F#o elas=
0.F Aferição de Termore%i%!;n&i )pesar de ser um sensor de e:trema precis#o e altíssima repetibilidade, a aferiç#o também é necessária para a verificaç#o dos limites de erros do sensor. O tempo de uso, alterações na estrutura cristalina da platina ou mudanças químicas no fio podem tirar op sensor de sua curva característica. Eara se realiKar uma aferiç#o de termoresist"ncia, assim como um termopar, usa'se o 4étodo dos Eontos *i:os ou 4étodo da (omparaç#o. ' 4etodo dos Eontos *i:os Os pontos fi:os mais utiliKados segundo a G$F'@3 s#o= Eonto $riplo do )rg1nio ..........................'+2@,--/0( Eonto $riplo da Igua...............................A3,3+30( Eonto de Folidificaç#o do &stanho............A/+,@/20( Eonto de Folidificaç#o do ;inco................A-+@,
0.0 Re&omendç2e% pr In%!#ção de Termore%i%!;n&i% Eara que se tenha um perfeito funcionamento do sensor, s#o necessários certos cuidados de instalaç#o de instalaç#o bem como armaKenagem e manutenç#o. ' Leve'se especificar os materiais de proteç#o e ligações, capaKes de operar na temperatura de operaç#o requerida. ' O sensor deve ser imerso completamente no processo, para se evitar a perda de calor por conduç#o pelos fios da bainha. Eara tal, um comprimento mínimo de imers#o e o uso de materiais de proteç#o com bai:a condutibilidade térmica também s#o recomendados.
' Leve'se evitar choque mec!nicos nas peças, pois estes podem danificar o sensor. ' Leve'se utiliKar fios de cobre de mesmo comprimento e di!metro para a interligaç#o de termoresist"ncia. ' ;onas de estagnaç#o ou com bai:as velocidades do fluido em conta to com o sensor, n#o devem ser utiliKadas devido ao retardo e os erros causados 5 mediç#o. ' Na ligaç#o a fios, se for necessário a troca de um dos fios de interligaç#o, recomenda'se trocar os fios para que se tenha igualdade em seus valores 1hmicos. ' &m locais sujetos a ruídos intensos, recomenda'se o uso de cabos blindados e torcidos.
0.* n!en% e De%7n!en% de Termore%i%!;n&i Termopr n!en%: a9 Eossuem maior precis#o dentro da fai:a de utiliKaç#o do que os outros tipos de sensores. b9 $em características de estabilidade e repetibilidade melhores do que os termopares. c9 (om ligaç#o adequada, n#o e:iste limitaç#o para dist!ncia de operaç#o. d9 Lispensa o uso de fios e cabos de e:tens#o e compensaç#o para ligaç#o, sendo necessário somente fios de cobre comuns. e9 Fe adequadamente protegido 6 poços e tubos de proteç#o 9, permite a utiliKaç#o em qualquer ambiente. f9 (urva de Besist"ncia : $emperatura mais linear. g9 4enos influenciada por ruídos elétricos.
De%7n!en%: a9 F#o mais caras do que os sensores utiliKados nesta mesma fai:a. b9 Bange de temperatura menor do que os termopares. c9 Leterioram'se com mais facilidade, caso se ultrapasse a temperatura má:ima de utiliKaç#o. d9 T necessário que todo o corpo do bulbo esteja com a temperatura estabiliKada para a correta indicaç#o. e9 Eossui um tempo de resposta mais alto que os termopares. f9 4ais frágil mec!nicamente g9 )utoaquecimento, e:igindo instrumentaç#o sofisticada.
No gráfico abai:o temos um comparativo entre termopar e termoresist"ncia com relaç#o 5 precis#o.
*. APZNDICE: *.1 #o%%Hrio de Termo% T4&ni&o% A PROA DE EPLOSÃO: Becipiente que pode suportar uma e:plos#o de gases em seu interior e impedir a e:plos#o de gases que o circundam devido a fagulhas, raios ou e:plos#o do prJprio recipiente, e ainda manter a temperatura e:terna que n#o irá inflamar os gases circundantes. A?NT: )ssociaç#o rasileira de Normas $écnicas A?RASÃO: Eerda de material de uma superfície sJlida devido ao contato com o fluido em movimento que contém partículas sJlidas em suspens#o. A.C: (orrente alternada 6diK'se também ca9.
A-ERIÇÃO: (onjunto de operações que estabelece em condições específicas, a correspond"ncia entre os valores indicados por um instrumento de medir ou por um sistema de mediç#o ou por uma medida materialiKada, e os valores verdadeiros convencionais correspondentes da grandeKa medida. Feu resultado permite determinar erros de indicaç#o e outra propriedades metrolJgicas. A>USTE: Operaç#o destinada a faKer com que um instrumento de medir tenha funcionamento e jsuteKa adequados a sua utiliKaç#o. AL-A: Nmero que e:pressa a variaç#o de resist"ncia em funç#o da temperatura de um condutor. calculado da seguinte forma=
ALUMEL: 7iga de alumínio, níquel, manmgan"s e silício empregada como fio negativo do termopar tipo 8 6nome comercial da UHosCins 4anunfacturing (ompan^U9. AMPERE: Qnidade usada para definir o flu:o de corrente elétrica em um círcuito. Qsa'se muito a e:press#o - a /3m), para e:pressar uma corrente de - a /3 milésimo de amper. AMPERMETRO: Gnstrumento usado para medir corrente elétrica.
Obs.: em breve estaremos disponibilizando o restante deste apêncice
