El uso correcto de los termopares no sólo garantiza lecturas precisas de temperatura y calidad del producto, sino que también ahorra en el consumo de material del termopar, ahorrando así dinero y garantizando la calidad del producto. La instalación incorrecta, la conductividad térmica y los errores de retardo son las principales fuentes de error en el uso de termopares.
1. Errores introducidos por una instalación incorrecta
Por ejemplo, es posible que la ubicación de instalación y la profundidad de inserción del termopar no reflejen la temperatura real del horno. En otras palabras, el termopar no debe instalarse demasiado cerca de la puerta o de los elementos calefactores, y la profundidad de inserción debe ser al menos de 8 a 10 veces el diámetro del tubo protector; el espacio entre la funda protectora del termopar y la pared no está lleno de material aislante, lo que provoca que el calor se escape del horno o que entre aire frío. Por lo tanto, el espacio entre el tubo protector del termopar y el orificio de la pared del horno debe sellarse con arcilla refractaria o cuerda de asbesto para evitar que la convección de aire frío y caliente afecte la precisión de la medición de la temperatura; la unión fría del termopar está demasiado cerca del cuerpo del horno, lo que provoca que la temperatura supere los 100 grados; el termopar debe instalarse lo más lejos posible de campos magnéticos y eléctricos fuertes, por lo que el termopar y los cables de alimentación no deben instalarse en el mismo conducto para evitar interferencias y errores; El termopar no se puede instalar en áreas donde el medio medido tiene poco flujo. Cuando se utiliza un termopar para medir la temperatura del gas en una tubería, el termopar debe instalarse en contra de la dirección del flujo y en pleno contacto con el gas.
2. Errores introducidos por el deterioro del aislamiento.
Por ejemplo, si el termopar está mal aislado, o si hay demasiada suciedad o residuos de sal en el tubo protector y el bloque de terminales, lo que da como resultado un aislamiento deficiente entre los polos del termopar y la pared del horno, esto es aún más grave a altas temperaturas. Esto no sólo provocará una pérdida de fuerza termoelectromotriz sino que también introducirá interferencias y el error resultante a veces puede alcanzar cientos de grados.
3. Errores introducidos por la inercia térmica.
Debido a la inercia térmica del termopar, el valor indicado por el instrumento va por detrás del cambio en la temperatura medida. Este efecto es particularmente prominente durante las mediciones rápidas. Por lo tanto, siempre que sea posible se deben utilizar termopares con termoelectrodos más delgados y diámetros de tubo de protección más pequeños. Si el entorno de medición lo permite, incluso se puede retirar el tubo protector. Debido al retraso en la medición, la amplitud de las fluctuaciones de temperatura detectadas por el termopar es menor que la amplitud de las fluctuaciones de temperatura del horno. Cuanto mayor sea el retraso en la medición, menor será la amplitud de las fluctuaciones del termopar y mayor será la diferencia con la temperatura real del horno. Cuando se utiliza un termopar con una constante de tiempo grande para medir o controlar la temperatura, aunque la temperatura mostrada por el instrumento fluctúa muy poco, la temperatura real del horno puede fluctuar significativamente. Para medir la temperatura con precisión, se debe seleccionar un termopar con una constante de tiempo pequeña. La constante de tiempo es inversamente proporcional al coeficiente de transferencia de calor y directamente proporcional al diámetro de la unión caliente del termopar, la densidad del material y el calor específico. Para reducir la constante de tiempo, además de aumentar el coeficiente de transferencia de calor, el método más eficaz es minimizar el tamaño de la unión caliente. En la práctica, se suelen utilizar materiales con buena conductividad térmica, junto con tubos protectores-de paredes delgadas y de diámetro pequeño-. En mediciones de temperatura más precisas, se utilizan termopares de alambre desnudo-sin tubos protectores, pero estos termopares se dañan fácilmente y deben calibrarse y reemplazarse rápidamente.
4. Error de resistencia térmica
A altas temperaturas, si se acumula una capa de hollín o polvo sobre el tubo protector, la resistencia térmica aumenta, dificultando la conducción del calor. En este caso, la temperatura indicada será inferior al valor real de la temperatura medida. Por lo tanto, el exterior del tubo protector del termopar debe mantenerse limpio para reducir errores.
