MATERIAL DOS TERMOPARES
Os materiais escolhidos para os termopares devem apresentar características de pureza, homogeneidade e isotropia e não sofrerem variações de ordem física ou química durante o período de experimentação e utilização.
Outras características dos materiais dos termopares a ter em atenção são:
- A maior resistência possível à oxidação e à corrosão.
- Não modificar as suas características termoeléctricas durante o seu uso ou armazenagem.
- Elevado ponto de fusão.
O par termoeléctrico deve apresentar estabilidade à temperatura de uso e gerar uma diferença de potencial elevada por grau de elevação da temperatura do meio que está a ser medido.
CONSTRUÇÃO
A construção de um termopar está inteiramente ligada com o problema das baínhas e invólucros protectores, elementos que formam a parte protectora do termopar, designada cana pirométrica.
A construção “clássica”, como normalmente é designada, é constituída por dois fios embainhados em dois tubos de simples orifício ou um tubo de dois orifícios; com os terminais dos dois fios metálicos, juntos na mesma extremidade, soldados de modo a formar a junta quente. Este conjunto é introduzido num tubo protector caso haja necessidade para tal. Dos materiais envolvidos e das temperaturas a serem medidas dependem os métodos a usar para formar a junta quente; que se pode obter por soldadura, grampos, etc..
PROTECÇÃO
Os pares termoeléctricos não devem ser colocados sem qualquer protecção, nos locais onde se pretende medir a temperatura. Deve haver o cuidado de os proteger com coberturas ou canas de protecção, contra golpes ou choques de modo a anular a possibilidade de avaria, já não referindo a acção dos gases e vapores ou outros corpos, que os podem contaminar.
Uma das desvantagens que ressalta da protecção fornecida ao termopar é o facto de reduzir a sua sensibilidade, pois apresentando-se nus, acusam mais rapidamente o efeito da variação de temperatura.
Os dois fios são isolados um do outro, através da utilização de uma bainha. A robustez e o isolamento de possíveis contaminações químicas, são garantidas pelo tubo protector. É de notar que qualquer deles, bainha ou tubo protector, não podem contaminar o termopar.
Uma larga variedade de materiais é utilizada na fabricação de bainhas, como se pode ver no quadro seguinte, com as respectivas temperaturas de utilização.
| Até 100ºC | Esmalte, vernizes, seda, algodão, plástico e borracha |
| Até 300ºC | Vernizes de sílica e fibra de vidro |
| Até 400ºC | Vernizes de sílica com bom ligante |
| Até 500ºC | Utilizando a sílica com ligante |
| Até 1000ºC | Produtos cerâmicos, sílica fundida, ox. alumínio |
| Até 1900ºC | Óxidos cerâmicos e alumina |
Em fabricação de pares especiais utilizam-se produtos à base de zircónio, carborundo ou corindo.
Na escolha do material para o tubo de protecção, deve-se considerar a estabilidade do mesmo, não só no que diz respeito ao próprio termopar, como também ao meio onde este se encontra inserido.
O material utilizado como tubo protector, a sua área de trabalho e o meio ambiente onde se poderá utilizar estão descritos no quadro seguinte.
Tubos protectores metálicos e refractários
| Aço ordinário | Gases e fumos não corrosivos; banhos metálicos de Zn, Pb e Sn; sensível ao enxofre | |
| Ferro puro ou aço muito macio | Banhos de sais e metais fundidos com Zn, Pb e Sn; sensível ao enxofre | |
| Aço 18-8 | Indústrias químicas | |
| Aço refractário 25%Cr e 20%Ni | Emprego geral excepto em meio sulfuroso; pouca porosidade | |
| Aço de 25%Cr | Meio sulfuroso | |
| Inconel 75%Ni, 15%Cr, 2.5%Ti | Banho de sais | |
| Níquel e níquel-crómio 60%Ni e 1.5%Cr | Banhos de sais com têmpera | |
| Silício aluminoso | Uso corrente | |
| Sílica | Para protecção só de ataques químicos | |
| Grafite | Aço vazado | |
| Corindo 99.6% Al2O3 0.2% Fe2O3 | Impermeável aos gases até 1700º; resiste bem às variações de temperatura bruscas |