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Descripción de termopares
Apéndice C
El límite superior de temperatura sugerido, 870 °C (1598 °F), especificado en
la norma ASTM [7] para termopares protegidos tipo E se aplica a cable de
3.25 mm
(8 AWG). Disminuye a 650 °C (1202 °F) para 1.63 mm
(14 AWG), 540 °C (1004 °F) para 0.81 mm
(20 AWG), 430 °C (806 °F)
para 0.51 o 0.33 mm
(24 o 28 AWG), y 370 °C (698 °F) para 0.25 mm
(30 AWG). Estos límites de temperatura se aplican a termopares utilizados en
tubos de protección de extremo cerrado convencionales, y se ofrecen solo
como guía general para el usuario. No se aplican a termopares con aislamiento
de óxido mineral compactado.
Termopares tipo J
Esta sección describe los termopares de hierro versus aleación de cobre y
níquel (SAMA), denominados termopares tipo J. Un termopar tipo J es uno
de los tipos más comunes de termopares industriales, debido a su coeficiente
de Seebeck relativamente alto y a su bajo costo. Se ha determinado que más de
200 toneladas de materiales de tipo J se suministran anualmente a la industria
en Estados Unidos. No obstante, este tipo es el menos adecuado para una
termometría precisa ya que hay desviaciones no lineales significativas en
la salida termoeléctrica de los termopares ofrecidos por los diferentes
fabricantes. Estas desviaciones irregulares dificultan la obtención de
calibraciones precisas a partir de un número limitado de puntos de
calibración. El elemento térmico positivo es hierro comercialmente puro
(99.5% Fe), que normalmente contiene niveles significativos de impurezas
de carbono, cromo, cobre, manganeso, níquel, fósforo, silicio y azufre.
El cable para termopares representa una fracción tan pequeña de la
producción total de cable de hierro comercial que los fabricantes no
controlan la composición química para que mantenga constantes sus
propiedades termoeléctricas. En lugar de ello, las compañías de instrumentos
y los fabricantes de termopares seleccionan el material más adecuado para
usar en termopares. El total y los tipos específicos de impurezas que aparecen
en el hierro comercial cambian al paso del tiempo, con la ubicación de las
menas principales y con los métodos de fundición. En el pasado se han
seleccionado muchos lotes poco habituales, por ejemplo carretes de cable
de hierro industrial y hasta restos de rieles de una línea ferroviaria elevada.
En la actualidad, el cable de hierro que mejor se adapta a estas tablas tiene
aproximadamente 0.25% de manganeso y 0.12% de cobre, además de otras
impurezas en menor medida.
El elemento térmico negativo de los termopares tipo J es una aleación de cobre y
níquel a la que se denomina ambiguamente constantano. La palabra constantano
normalmente se refiere a aleaciones de cobre y níquel que contienen cualquier
cantidad entre 45...60% de cobre, más impurezas en menor medida de carbono,
cobalto, hierro y manganeso. El constantano
para los termopares tipo J normalmente contiene aproximadamente 55%
de cobre, 45% de níquel y una cantidad pequeña, pero termoeléctricamente
significativa, de cobalto, hierro y manganeso, aproximadamente 0.1% o más.
Debe enfatizarse que los elementos térmicos tipo JN por lo general NO son
intercambiables con los de tipo TN (o EN), aunque a todos ellos se haga
referencia como 'constantano' . A fin de proporcionar cierta diferenciación en la
nomenclatura, el tipo JN con frecuencia se conoce como constantano SAMA.
Publicación de Rockwell Automation 1769-UM004B-ES-P - Marzo 2010
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