Medición de temperatura en Tratamiento Térmico : Termopares

El termopar es el sensor de temperatura mas empleado en la industria de tratamiento térmico. Un principio físico elemental, precisión aceptable y costo asequible son algunas de las características de este tipo de dispositivo. Sin embargo, ¿realmente conocemos como funciona un termopar? ¿Sabemos que tan confiables son y cuando es el momento adecuado para reemplazarlos? En este ocasión deseo compartir algunos puntos claves sobre los principios de su funcionamiento y una guía para su calibración y reemplazo adecuados.

Un poco de teoría para comenzar. El termopar consta de dos elementos metalícos de diferente aleación que están unidos en uno de los extremos. La medición de temperatura esta en función del voltaje que se genera en este sencillo circuito por la diferencia de temperatura entre los dos extremos (un principio observado y estudiado por primera vez por el científico alemán Thomas Seebeck). Los controles de temperatura son entonces, esencialmente voltímetros que miden la fem de este circuito expresado en magnitud de temperatura (figura 1).

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Pero basta de fìsica por el momento. ¿Que tan confiable resulta la medición de este circuito? La única forma de saberlo es por supuesto, calibrando. Pero mucho cuidado con la forma de interpretar la palabra «calibrar». En estrictos términos metrológicos, calibrar significa sencillamente: comparar  (Vocabulario internacional de Metrología 3ed, definición 2.39). ¿Comparar contra qué? Pues contra un estándar de referencia. Luego entonces, opuesto a la creencia popular, un termopar SI se calibra contra un temopar de referencia. Dado que calibramos para saber cómo medimos, un termopar calibrado te permite saber qué tan exacta es nuestra medición de temperatura. Documentos de referencia como CQI-9, AMS2750 y API 16A definen la exactitud requerida en los sensores de temperatura para la industria automotriz, aeroespacial y energética respectivamente  en función de su aplicación (ver tabla comparativa a continuación).

Tabla comparativa de requerimientos para termopares (CQI-9 vs AMS2750)

 

Ahora bien, si ya conocemos la desviación que podemos esperar en la medición de temperatura gracias al certificado de calibración. ¿es esta desviación estable a lo largo del tiempo? La respuesta es no. Esto es especialmente cierto conforme la temperatura y los ciclos de operación se incrementan. La tendencia de los termopares a degradarse es completamente natural y por lo tanto debemos tener siempre en mente

 

su «verificación» (que como leímos anteriormente verificar estrictamente significa también comparar) e incluso su reemplazo en cierto punto. Las normas que cité previamente definen las frecuencias de reemplazo de sensores en función del tipo de termopar, cantidad de usos y aplicación (ejemplo para CQI-9 en la siguiente tabla).

Si deseas conocer mas sobre termopares, su calibración y reemplazo, no dudes en visitarnos en Linkedin donde podras encontrar documentos técnicos e información relevante. También me puedes escribir al correo electrónico victor@globalthermalsolutions.com donde responderé tus preguntas personalmente.

 

Victor Zacarias

Heat treat management expertise: CQI-9, AMS2750

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