Apéndice C
Descripción de termopares
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Los termopares tipo J son los recomendados por ASTM [5] para usarse en el
rango de temperatura de 0...760 °C (32...1400 °F) al vacío o en atmósferas
oxidantes, reductoras o inertes. Si se utilizan durante tiempo prolongado en
aire a temperaturas superiores a 500 °C (932 °F), se recomienda emplear
cables de gran calibre ya que la velocidad de oxidación se acelera a
temperaturas elevadas. La oxidación normalmente ocasiona una disminución
gradual del voltaje termoeléctrico del termopar al paso del tiempo. Dado
que el hierro se oxida en atmósferas húmedas y puede volverse frágil, no se
recomienda el uso de termopares tipo J a temperaturas inferiores a 0 °C
(32 °F). Además, no deben utilizarse sin protección en atmósferas sulfurosas a
temperaturas superiores a 500 °C (932 °F).
El elemento térmico positivo, el hierro, es relativamente poco sensible a los
cambios en la composición bajo irradiación térmica de neutrones, aunque
presenta un ligero aumento en el contenido en manganeso. El elemento
térmico negativo, la aleación de cobre y níquel, está sujeto a importantes
cambios de composición bajo irradiación térmica de neutrones, ya que el
cobre se convierte en níquel y cinc.
El hierro experimenta una transformación magnética cerca de los 769 °C
(1416 °F) y una transformación de cristal alfa-gamma cerca de los 910 °C
(1670 °F) [6]. Ambas transformaciones, especialmente la última, afectan
gravemente a las propiedades termoeléctricas del hierro y, por tanto, a los
termopares tipo J. Este comportamiento y la alta velocidad de oxidación del
hierro son los principales motivos por los que no se recomienda el empleo de
termopares de hierro versus constantano como tipo estandarizado a
temperaturas superiores a 760 °C (1400 °F). Si los termopares tipo J se
someten a altas temperaturas, especialmente a temperaturas superiores a
900 °C (1652 °F), pierden la precisión de su calibración cuando se vuelvan a
emplear a temperaturas inferiores. Si los termopares tipo J se utilizan en aire a
temperaturas superiores a 760 °C (1400 °F) solo debe utilizarse el cable de
mayor tamaño, 3.3 mm
medida durante 10...20 minutos antes de tomar lecturas. El voltaje
termoeléctrico de los termopares tipo J puede cambiar hasta en 40 µV
(o su equivalente de 0.6 °C (33.08 °F)) por minuto cuando se lleva por
primera vez a temperaturas cercanas a 900 °C (1652 °F).
La norma E230-87 de ASTM del libro anual de normas de ASTM de 1992
[7] especifica que las tolerancias de calibración inicial para termopares
comerciales tipo J debe ser ±2.2 °C (±35.96 °F) o ±0.75% (el valor que sea
mayor) entre 0 °C (32 °F) y 750 °C (1382 °F). También se pueden suministrar
termopares tipo J que cumplan tolerancias especiales, que son iguales a
aproximadamente la mitad de las tolerancias estándar antes especificadas.
Las tolerancias no se especifican para los termopares tipo J a temperaturas
inferiores a 0 °C (32 °F) o superiores a 750 °C (1382 °F).
El límite superior de temperatura sugerido de 760 °C (1400 °F) especificado
en la norma ASTM anterior [7] para termopares protegidos tipo J se aplica a
cable de 3.25 mm
de temperatura sugerido disminuye a 590 °C (1094 °F) para 1.63 mm
(14 AWG), 480 °C (896 °F) para 0.81 mm
Publicación de Rockwell Automation 1769-UM004B-ES-P - Marzo 2010
(8 AWG), y debe mantenerse a la temperatura
(8 AWG). En cables de menor diámetro, el límite superior
(20 AWG), 370 °C (698 °F) para