Los termopares son sensores de temperatura que están hechos de dos aleaciones de metal. Cuando los dos metales se unen para formar una unión, se genera un voltaje cuando hay diferencias de temperatura entre ellos. Esto se conoce como el efecto Seebeck.

El efecto Seebeck

El físico alemán convertido en físico Thomas Johann Seebeck descubrió el efecto Seebeck. Tomó dos metales diferentes, uno a una temperatura más alta que el otro, e hizo un circuito en serie al unirlos en un cruce. Descubrió que era capaz de generar un voltaje. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre ellos, mayor es la tensión que se genera, y encontró que los resultados fueron independientes de la forma del metal.

Significado

Los termopares son valiosos en la ciencia y ingeniería, debido a características tales como su tiempo de reacción rápida y pequeño tamaño. Tienen la capacidad de medir con precisión temperaturas extremas, con rangos de 270 a 2.500 grados Celsius, y errores dentro de 0.5 a 2 grados Celsius.

La desventaja de los termopares es que las señales producidas pueden ser no lineales, y por lo tanto, necesitan ser calibrados cuidadosamente.

Construcción

Dos aleaciones metálicas se juntan para formar una unión. Una parte de la unión se coloca en una fuente cuya temperatura se va a medir, mientras que el otro extremo se mantiene en una referencia constante a través de una fuente de temperatura. La fuente de temperatura suele ser un sensor de temperatura de estado sólido, aunque los más antiguos usan un baño de agua helada.

Uno de los factores de la sensibilidad a la temperatura es el tipo de combinaciones de metales que se utilizan. Una combinación de níquel-níquel tiene un rango de temperatura de -50 a 1.410 grados Celsisus, mientras que un renio-renio puede medir de 0 a 2.315 grados Celsisus. Chromel-alumel, cobre-constantan y hierro-constantan son los más comunes.

Tipos

Existen varios tipos diferentes. Se clasifican de acuerdo con la temperatura máxima que pueden medir, dónde pueden operar y su robustez. Los más comunes son J, K, T y E. Por ejemplo, los termopares de Tipo J se pueden usar sin una cubierta llamada envoltura, aunque se recomienda uno para prolongar su vida útil. Los termopares tipo J pueden funcionar en ambientes donde no hay suficiente oxígeno libre y pueden medir hasta 760 grados Celsius.

Usos de

Los termopares son el tipo más popular de sensores de temperatura. Se usan como termómetros hospitalarios y en pruebas de diagnóstico para motores de vehículos. Algunos electrodomésticos de gas, como calderas, calentadores de agua y hornos, los usan como características de seguridad; si la luz piloto está apagada, el termopar detiene la operación de la válvula de gas. También se usan como ayuda en la pasteurización de la leche y como termómetros para alimentos. En la industria, son valiosos como sondas y sensores.