- Princípios e Aplicações - Termopares - Princípios e Aplicações - Realizado por: Ana Mendes Miguel Panão Rui Dias

Princípios - I Óptica Tomografia Medir Temperatura Eléctrica Laser Termopares

Princípios - II O que é um termopar? Efeito de Seebeck (Princípio Físico) Metal A i T1 T2 T2 <> T1 Metal B i

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)

Princípios - IV Como se classificam os termopares? Tipo de Material Tipo de Revestimento Tipo de Junção

Princípios - V Tipo de material

Princípios - VI Revestimento Ferrosos Metálicos Não Ferrosos Cerâmico

Princípios - VII Tipo de Junção Exposta Ligada à Terra Isolada

Características do Meio Princípios - VIII Critérios de Selecção Gama de Temperatura Características do Meio Tempo de Resposta

Resolução Temporal das Medidas de Temperatura O Erro do Termopar e não só ...

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 ...

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

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

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?

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

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.

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.

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.

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?

- Aplicações Gerais e Industriais - Termopares - Aplicações Gerais e Industriais -

Aplicações - I TUBAGENS Tipos J, K e E - 900ºF Tipo T - 700ºF

Aplicações - II Termopares usados em pequenas penetrações.

Aplicações - III Termopares p/ Infravermelhos I

Aplicações - IV Termopares p/ Infravermelhos II Com Rotação oº a 180º

Aplicações - V Termopares de superfície I

Aplicações - VI Termopares de superfície II Ângulo de 90º Uso eléctrico até 250ºC

Aplicações - VII Termopares de superfície III Medem até 480ºC Ex: paredes, moldes

Aplicações - VIII Termopares de superfície IV Ex: superfícies vibratórias, chapas de aço A medição é feita com tempos curtos.

Aplicações - IX Termopares de superfície V Ex: superfícies móveis, pneus A medição é feita com movimento.

Aplicações - X Termopares de superfície VI Fácil utilização e mobilidade

Aplicações - XI

Aplicações - XII

Aplicações - XIII

Aplicações - XIV

Aplicações - XV

Aplicações - XVI

Aplicações - XVII Aplicações Gerais Aplicações Industriais Uso Veterinário Mini Hipodérmicos Electrónica Aplicações Industriais

Aplicações - XVIII A selecção dos termopares em diferentes países implica um diferente código de cores.

Aplicações - XIX -50 ºC

Efeito Termoeléctrico Aplicações - XX Efeito Termoeléctrico