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Descripción de termopares
Apéndice C
0.51 o 0.33 mm
(24 o 28 AWG), y 320 °C (608 °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
revestimiento que tengan aislamiento de óxido mineral compactado.
Termopares tipo K
Esta sección describe los termopares de aleación de níquel y cromo versus a
aleación de níquel y aluminio, denominados termopares tipo K. Este tipo es
más resistente a la oxidación a temperaturas elevadas que los termopares tipos
E, J y T, por lo que tiene una amplia variedad de aplicaciones a temperaturas
superiores a 500 °C (932 °F). El elemento térmico positivo, KP, que es igual al
EP, es una aleación que normalmente contiene aproximadamente 89% o 90%
de níquel, 9% o 9.5% de cromo, y silicio y hierro en cantidades de hasta 0.5%,
junto con cantidades más pequeñas de otros componentes como carbono,
manganeso, cobalto y niobio. El elemento térmico negativo, KN, suele estar
compuesto por un 95 o 96% de níquel, 1...1.5% de silicio, 1...2.3% de
aluminio, 1.6...3.2% de manganeso, hasta un 0.5% de cobalto, junto con
cantidades más pequeñas de otros componentes como hierro, cobre y plomo.
Además, hay disponibles elementos térmicos tipo KN con composiciones
modificadas para usarse en aplicaciones especiales. Entre ellos se incluyen
aleaciones en las que el contenido en manganeso y aluminio se reduce o
elimina, al tiempo que se aumenta el contenido en silicio y cobalto.
La investigación a bajas temperaturas [8] realizada por miembros de NBS
Cryogenics Division demostró que los termopares tipo K pueden utilizarse
hasta temperaturas de helio líquido (aproximadamente 4 °K) aunque su
coeficiente de Seebeck llega a ser bastante bajo a temperaturas inferiores a
20 °K. Su coeficiente de Seebeck a 20 °K es de únicamente 4 µV/K, siendo
aproximadamente la mitad al del termopar tipo E, que es el más adecuado de
los tipos de termopares designados por letras para medidas de hasta 20 °K.
Los elementos térmicos de los tipos KP y KN tienen una conductividad
térmica relativamente baja y una buena resistencia a la corrosión en
atmósferas húmedas a bajas temperaturas. No obstante, se ha determinado [8]
que la homogeneidad termoeléctrica de los elementos térmicos tipo KN no es
tan buena como la de los elementos térmicos tipo EN.
Los termopares tipo K son los recomendados por ASTM [5] para usarse a
temperaturas dentro del rango -250...1260 °C (-418...2300 °F) en atmósferas
oxidantes o inertes. Los elementos térmicos KP y KN están sujetos al
deterioro causado por la oxidación cuando se utilizan en aire a temperaturas
superiores a aproximadamente 750 °C (1382 °F), pero incluso así, los
termopares tipo K se pueden utilizar a temperaturas de hasta 1350 °C
(2462 °F) durante breves períodos realizando únicamente pequeños cambios
de calibración. Cuando se produce la oxidación, normalmente ocasiona un
aumento gradual del voltaje termoeléctrico al paso del tiempo. La magnitud
del cambio del voltaje termoeléctrico y la vida útil del termopar depende de
factores tales como la temperatura, el tiempo que permanezca a dicha
temperatura, el diámetro de los elementos térmicos y las condiciones de uso.
Publicación de Rockwell Automation 1769-UM004B-ES-P - Marzo 2010
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