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- Princípios e Aplicações -
Termopares - Princípios e Aplicações - Realizado por: Ana Mendes Miguel Panão Rui Dias
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Princípios - I Óptica Tomografia Medir Temperatura Eléctrica Laser
Termopares
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Princípios - II O que é um termopar?
Efeito de Seebeck (Princípio Físico) Metal A i T1 T2 T2 <> T1 Metal B i
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Princípios - III Como se mede então a temperatura?
Princípio de Funcionamento V Metal A Metal B V1 V2 V3 V2 = V3 |V1-V3| = f(T) E=(Tj-Tr) E - Força Electromotriz (mV) - Coeficiente de Seebeck (mV/K)
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Princípios - IV Como se classificam os termopares? Tipo de Material
Tipo de Revestimento Tipo de Junção
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Princípios - V Tipo de material
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Princípios - VI Revestimento Ferrosos Metálicos Não Ferrosos Cerâmico
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Princípios - VII Tipo de Junção Exposta Ligada à Terra Isolada
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Características do Meio
Princípios - VIII Critérios de Selecção Gama de Temperatura Características do Meio Tempo de Resposta
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Resolução Temporal das Medidas de Temperatura
O Erro do Termopar e não só ...
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Limitações - I Quais as fontes de erro nas medições? ?
Perturbações induzidas pela sonda ? Efeitos catalíticos ? Efeitos de transferência de calor ? Pirómetros de sucção e não só ...
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Limitações - I Quais as fontes de erro nas medições? ?
Perturbações induzidas pela sonda ? Natureza Química Natureza Térmica Natureza Aerodinâmica ? ? Geometria inadequada Reacções na superfície Sonda como poço de calor
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Limitações - I Quais as fontes de erro nas medições? ? ?
Efeitos catalíticos ? Apesar da elevada resistência à oxidação, quando expostos a atmosferas redutoras, podem actuam como agentes catalíticos, recombinando radicais dando origem a erros. ? Solução? Minimizar o aquecimento catalítico revestindo os fios com um adequado material não-catalítico
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Limitações - I Quais as fontes de erro nas medições? ? ? Condução ?
Efeitos de transferência de calor A magnitude do erro, de onde vem? ? Radiação Sempre que existe um gradiente de temperatura Quando? Tamanho do glóbulo da junção? Comprimento do fio? SIM NÃO Qual a magnitude destes erros? Exemplo: um termopar com 300 mm de diâmetro pode ter um erro de 250ºC quando a temperatura do gás é de 1400ºC Combustão: temperatura de chama Donde vem?
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Limitações - I Quais as fontes de erro nas medições? ? ? ? ?
Usam-se para proteger o termopar do meio ambiente ? Quando se usa? ? ? Pirómetros de sucção De que é feito um pirómetro de sucção? Geometria da sonda Posição do termopar dentro do pirómetro Geometria do invólucro Magnitude da velocidade de sucção O que pode influenciar as medidas? SIM + IMPORTANTE
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Limitações - II Compensação da inércia térmica do termopar
Desprezando: Perda por Condução; Perdas por Radiação; Actividade catalítica na superfície... A compensação é feita segundo a equação: onde é a constante de tempo característica do termopar.
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Limitações - III Determinação da constante de tempo do termopar
A equação que traduz o valor da constante de tempo é: que depende de h e Nu locais e das características geométricas e térmicas do fio. Métodos de avaliar e a sua precisão: Método 1/e; Método Plateau.
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Limitações - IV Método 1/e Método “Plateau”
A constante de tempo é tomada como o tempo que leva ao decaimento da temperatura a 1/e do seu valor inicial. Método “Plateau” A constante de tempo é obtida pela evolução da sua resolução temporal ao longo do decaimento.
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Limitações - V Inprecisões na medição da constante de tempo
Estimativa do nível do patamar no método Plateau; Degradação do termopar ao longo do tempo com contaminação de partículas; Erros associados à dependência de da velocidade e temperatura. Em que situações podem então ser aplicados termopares?
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- Aplicações Gerais e Industriais -
Termopares - Aplicações Gerais e Industriais -
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Aplicações - I TUBAGENS Tipos J, K e E - 900ºF Tipo T - 700ºF
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Aplicações - II Termopares usados em pequenas penetrações.
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Aplicações - III Termopares p/ Infravermelhos I
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Aplicações - IV Termopares p/ Infravermelhos II Com Rotação oº a 180º
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Aplicações - V Termopares de superfície I
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Aplicações - VI Termopares de superfície II Ângulo de 90º
Uso eléctrico até 250ºC
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Aplicações - VII Termopares de superfície III Medem até 480ºC
Ex: paredes, moldes
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Aplicações - VIII Termopares de superfície IV
Ex: superfícies vibratórias, chapas de aço A medição é feita com tempos curtos.
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Aplicações - IX Termopares de superfície V
Ex: superfícies móveis, pneus A medição é feita com movimento.
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Aplicações - X Termopares de superfície VI
Fácil utilização e mobilidade
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Aplicações - XI
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Aplicações - XII
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Aplicações - XIII
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Aplicações - XIV
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Aplicações - XV
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Aplicações - XVI
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Aplicações - XVII Aplicações Gerais Aplicações Industriais
Uso Veterinário Mini Hipodérmicos Electrónica Aplicações Industriais
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Aplicações - XVIII A selecção dos termopares em diferentes países implica um diferente código de cores.
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Aplicações - XIX -50 ºC
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Efeito Termoeléctrico
Aplicações - XX Efeito Termoeléctrico
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