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Un horno de sinterización al vacío que se mantiene a 1650 °C está muy fuera de la capacidad de un termopar tipo K. Sus alambres de aleación de níquel-cromo y níquel-aluminio se funden cerca de 1400°C, y la producción varía mucho antes de eso. un Termopar tipo B está construido para esa zona: tiene la clasificación de temperatura continua más alta de cualquier termopar estándar, 1700 °C, con capacidad a corto plazo de hasta 1820 °C, y sus dos patas de platino y rodio resisten el crecimiento de grano que acaba temprano con los sensores de metal base.
¿Qué es un termopar tipo B? Composición y salida
Un termopar tipo B es un sensor de temperatura de metal noble definido por su par de materiales: un extremo positivo de platino-30 % de rodio y un extremo negativo de platino-6 % de rodio, estandarizado según IEC 60584 y ASTM E230. Produce un voltaje CC mediante el efecto Seebeck; A medida que la unión de medición se calienta, la diferencia entre las dos patas de aleación genera un EMF que los instrumentos convierten en una lectura de temperatura.
Definición
Un termopar tipo B es un sensor de temperatura cuyo extremo positivo es platino-30% de rodio y cuyo extremo negativo es platino-6% de rodio; Es el único tipo de termopar estándar con un rango práctico que se extiende hasta 1820°C.
La construcción es sencilla: se sueldan dos cables en la unión de medición, se pasan a través de un aislante de alúmina de alta pureza de dos orificios y se protegen con una funda de metal o cerámica. La unión puede estar expuesta para una medición rápida de gas, conectada a tierra para una respuesta moderada o sin conexión a tierra para aislamiento eléctrico. La salida sigue una curva no lineal:
- 0°C: 0,000 mV
- 600°C: 1,792 mV
- 1000°C: 4,833 mV
- 1400°C: 8,952 mV
- 1800°C: 13,585 mV
La característica distintiva es la región plana en el extremo inferior: entre 0°C y 42°C, la salida se mantiene por debajo de 3 µV.
Rango de temperatura, EMF y precisión del termopar tipo B
Utilice un termopar tipo B de 600 °C a 1700 °C para servicio continuo, siendo aceptables excursiones cortas a 1800-1820 °C. Por debajo de 600°C, la salida es tan pequeña que la incertidumbre de la medición aumenta rápidamente; Por encima de 1700°C, la migración del rodio y el crecimiento del grano acortan la vida útil del alambre.
Valores aproximados de EMF de la tabla de referencia estándar tipo B, unión a 0 °C.
La precisión depende del grado. Los límites de error estándar se indican comúnmente como ±0,5 % de la temperatura medida; El grado especial ajusta la tolerancia a ±0,25 % de la lectura. Para trabajos de calificación y calibración de hornos, especificar un grado especial elimina la mayor parte de la incertidumbre del sensor de la cadena de medición.
Consecuencia del diseño: Debido a que la FEM a temperatura ambiente es esencialmente cero, un termopar tipo B no necesita compensación de unión fría ni bloque de terminales isotérmico. En tramos de cable largos, el cable de cobre estándar puede reemplazar el costoso cable de extensión tipo B siempre que las terminaciones se mantengan por debajo de los 50 °C.
Ventajas y limitaciones de los termopares tipo B
El tipo B gana su lugar dondequiera que un proceso se ejecute por encima de 1400 °C, porque dura más que cualquier termopar de metal base a ese nivel. Sus limitaciones son una baja producción a temperaturas más bajas y un costo de material varias veces mayor que el Tipo N o K.
Ventajas
- Clasificación de temperatura más alta de todos los termopares estándar: 1700 °C continuos, 1820 °C a corto plazo.
- No se necesita compensación de unión fría por debajo de 50°C.
- Ambas patas son aleaciones de platino y rodio, por lo que el crecimiento del grano y la fatiga mecánica se desarrollan más lentamente que en las patas de platino puro de los tipos R y S.
- Salida estable y repetible en atmósferas oxidantes.
- Larga estabilidad de calibración en servicio de vidrio, cerámica y hornos de vacío.
Limitaciones
- El coeficiente de Seebeck es sólo de aproximadamente 5-6 µV/°C a 600°C, por lo que la precisión por debajo de ese punto es pobre.
- El alto contenido de rodio lo convierte en el tipo de termopar estándar más caro.
- Los vapores de carbono, silicio y metales contaminan los cables; Las atmósferas reductoras y carburantes requieren protección sellada.
- Los cables se endurecen y se vuelven quebradizos después de repetidos ciclos de alta temperatura.
- El cable de extensión es costoso cuando el extremo del instrumento supera los 50°C.
En pocas palabras: por encima de 1400°C, el tipo B es la opción estándar más confiable; por debajo de 600°C, es la herramienta incorrecta para el trabajo.
Tipo B versus Tipo R y Tipo S: Comparación de familias de metales nobles
El tipo B es el especialista en altas temperaturas dentro de la familia del platino-rodio. Los tipos R y S ofrecen una mayor sensibilidad en el rango de 0-1400 °C, pero sus patas de platino puro limitan el límite útil cerca de 1600 °C y requieren compensación de unión fría.
| Propiedad | Tipo B | Tipo R | Tipo S |
| Pierna positiva | Pt-30%Rh | Pt-13%Rh | Pt-10%Rh |
| Pierna negativa | Pt-6%Rh | platino puro | platino puro |
| Máximo continuo | 1700°C | 1400°C | 1400°C |
| Máximo a corto plazo | 1820°C | 1600°C | 1600°C |
| FEM a 1000°C | 4,83 mV | 10,51 mV | 9,59 mV |
| Compensación de unión fría | No se requiere por debajo de 50°C | Requerido | Requerido |
| Mejor ajuste | Por encima de 1400°C | 0-1400°C de alta precisión | Calibración de 0-1400°C |
Si el sensor vive la mayor parte de su vida por encima de 1400 °C, el tipo B ofrece la vida útil más larga y el cableado más sencillo. Si el proceso oscila entre 200 °C y 1300 °C, el tipo R o S proporciona aproximadamente el doble de salida, lo que se traduce en una mejor resolución.
Termopar de platino-rodio tipos S, R y B para altas temperaturas El termopar Pt-Rh ofrece los tipos S, R y B para mediciones de alta temperatura de hasta 1800 °C, siendo el tipo B el mejor para temperaturas sostenidas superiores a 1400 °C. Ver producto → En resumen, elija el Tipo B para temperaturas extremas y R o S para sensibilidad de rango medio. Xinghua Yading Electric Heating Element Co., Ltd., un fabricante con tres décadas en calefacción eléctrica, suministra termopares S-B-R de platino-rodio con vainas de cerámica o metal refractario para las tres calibraciones.
Selección e instalación de un termopar tipo B
Especificar el Tipo B sólo cuando el proceso lo requiera: temperaturas sostenidas superiores a 1400°C. Luego haga coincidir la funda, el aislamiento y el montaje con la atmósfera, porque la contaminación, no el calor, es la causa habitual de falla prematura.
Definir la temperatura máxima del proceso , incluido el exceso durante la rampa y cualquier posible falla de control. Un horno clasificado a 1600°C con una banda desbocada a 1750°C todavía encaja en el Tipo B; el mismo deber destruye un Tipo R.
Identificar la atmósfera. El aire oxidante es seguro con vainas de alúmina o platino-rodio; el vacío favorece las vainas de molibdeno o tantalio; Las atmósferas de carburación e hidrógeno exigen un tubo de protección cerámico sellado y estanco al gas.
Elija la configuración del cruce. Las uniones expuestas responden más rápido en corrientes de gas; las uniones puestas a tierra son adecuadas para vidrio líquido y metal fundido; Las uniones sin conexión a tierra rechazan el ruido eléctrico.
Planifica el cableado. Debido a que la salida por debajo de 50°C es casi nula, el cable de cobre al instrumento funciona cuando el cabezal de conexión permanece frío; Si el cabezal puede calentarse a más de 50 °C, utilice un cable de extensión tipo B.
Establezca el grado de precisión. Los límites de error estándar (0,5 % de la lectura) satisfacen la mayoría de los bucles de control; Se requiere un grado especial (0,25 %) para la certificación de hornos y los estándares de calibración.
Nota de adquisición: un elemento desnudo de Tipo B es frágil; un conjunto completo con funda estampada, rosca de montaje y cabezal terminal sobrevive al manejo en planta. Confirme la profundidad de inmersión y el material del tubo de protección antes de realizar el pedido.
Termopar de metal base tipos K, E, J, T, N para un rango rentable Ofrece termopares K, E, J, T y N que cubren de -200 °C a 1300 °C, adecuados para puntos de horno por debajo de 1000 °C con mayor rendimiento y precisión adecuada a menor costo. Ver producto → Para puntos de medición por debajo de 1000 °C en el mismo horno, un termopar de metal base mantiene los costos bajos: la línea K/E/J/T/N cubre ese rango con un rendimiento mucho mayor y una precisión adecuada.
Aplicaciones que justifican el tipo B
Los termopares tipo B son la opción predeterminada en procesos donde los tipos de metal base fallan en cuestión de días y donde los tipos R/S no pueden alcanzar la temperatura requerida. Destacan cuatro casos de uso: vidrio, hornos de vacío, tratamiento térmico y calibración.
- Fusión y formación de vidrio: Temperaturas del tanque de 1450-1600°C, atmósfera de baño oxidante, campañas medidas en meses.
- Hornos de vacío: Ciclos de sinterización y soldadura fuerte a 1500-1800°C, con vainas de molibdeno o tantalio protegiendo el elemento.
- Tratamiento térmico: endurecimiento y recocido de acero de alta velocidad y aleaciones especiales, donde la repetibilidad ciclo a ciclo importa más que el precio.
- Calibración e investigación: como estándar de comparación para comprobar termopares de baja temperatura y en sistemas de análisis térmico.
1700°C calificación continua
1820°C máximo a corto plazo
10-12 µV/°C sensibilidad superior a 1200°C
3 µV CEM de 0 a 42 °C
La misma fabrica equipo de ingeniería puede dimensionar un conjunto tipo B para un horno específico: longitud de inmersión, material de la funda, tipo de unión y grado de precisión.
Preguntas frecuentes
¿Puede un termopar tipo B medir de manera confiable por debajo de 600 °C?
No. Entre 0°C y 42°C la salida es efectivamente cero, y la sensibilidad a 600°C es solo de aproximadamente 5-6 µV/°C. Por debajo de aproximadamente 600 °C, un termopar tipo K, N o J ofrece una mejor resolución a una fracción del costo.
¿Un termopar tipo B necesita compensación de unión fría?
No. El EMF generado entre 0 °C y 42 °C es inferior a 3 µV, por debajo del desplazamiento cero de la mayoría de los instrumentos industriales. Es por eso que los bloques de terminales isotérmicos y las referencias de baño de hielo son innecesarios con el Tipo B.
¿Cuál es la temperatura máxima para un termopar tipo B?
1700°C continuos, con excursiones breves hasta 1820°C. La vida útil se acorta rápidamente por encima de los 1700°C porque el rodio migra y el crecimiento del grano se acelera en el alambre.
¿Es un termopar tipo B adecuado para hornos de vacío?
Sí, con la funda correcta. Los cables desnudos de platino y rodio se dañan con los vapores metálicos; en vacío utilice protección de molibdeno o tantalio, y en atmósferas de carburación o hidrógeno utilice un tubo de protección de alúmina sellado.
