quarta-feira, 10 de novembro de 2010

TERMÔMETRO TERMOELÉTRICO - NOÇÕES SOBRE A MEDIÇÃO DE TEMPERATURA

A vida de um motor depende do cuidado e da manutenção para com ele empregada. Portanto, é essencial medir a temperatura de sua operação para se evitar possíveis danos internos devido ao excesso de calor e, com isso, manter o bom funcionamento dos motores e, consequentemente, da aeronave.
Existem 4 maneiras de se medir a temperatura e a maioria destas são baseadas na reação dos fluidos com o calor. São elas: a)Expansão, b) Pressão de vapor, c)Elétrico (resistência termelétricas), d)Radiação; O mais utilizado nos motores são as classes C e D. Falaremos um pouco da classe C, o termômetro termoelétrico.
O termômetro termoelétrico é importante no acompanhamento dos componentes vitais do motor convencional (cilindros) e motores de turbina. Estes termômetros consistem de um termopar e um indicador.
Os termopares são elementos sensores de temperatura largamente empregados na indústria, principalmente por oferecerem robustez, baixo custo e operação em uma grande faixa de temperaturas. Estes sensores baseiam-se no efeito termoelétrico, descoberto por Thomas Seebeck em 1821, que é a criação de uma diferença de potencial quando quaisquer dois metais são unidos em um ponto de contato e submetidos a um gradiente de temperatura. Mesmo sendo a tensão gerada uma função extremamente não linear com a temperatura, pode-se linearizar esta variação para pequenas variações de temperatura.
O par de condutores de ligas distintas é soldado numa das extremidades, chamada junta quente ou junta de medição, a qual fica colocada no ponto onde desejamos medir ou controlar a temperatura e a outra extremidade, chamada junta fria ou junta de referência, ligada ao instrumento (pirômetro, indicador de temperatura, registrador, etc.). A diferença de temperatura entre estas extremidades gera uma tensão chamada FEM (Força Eletromotriz), a qual existe uma tabela de milivoltagem / graus centígrados para cada tipo de termopar. Embora o efeito termoelétrico apareça quando une-se quaisquer metais diferentes, existem certas combinações de metais e ligas que fornecem resultados mais atrativos, sendo, inclusive, padronizadas em nível internacional. Foram padronizados também uma série de combinações de materiais, com as suas respectivas tabelas, indicados por letras. São eles:
Tipo K (Cromel/Alumel)
Tipo J (Ferro/Constantan)
Tipo N (Nicrosil/Nisil)
Tipo B (Platina/ Ródio-Platina)
Tipo R (Platina/ Ródio-Platina)
Tipo T (Cobre/Constantan)
Obs: os tipos K, E e J são os mais utilizados na aviação. Os do tipo K são mais comuns em EGT’s e TIT’s (instrumentos medidores de temperatura em motores à reação), pois conseguem medir temperaturas entre 1200 oF e 1700oF mais precisamente. Já os do tipo J são mais comuns em CHT’s (cabeça de cilindros) por medirem temperaturas de modo mais preciso na faixa de 0 oF a 500 oF.
Para medirmos a temperatura de um motor a pistão, o termopar é colocado na cabeça dos cilindros que por sua vez, quando aquecidas, aumentam a diferença de tensão das juntas do termopar, enviando um sinal para o instrumento indicador.
Para medir a temperatura de um motor de turbina, os termopares são colocados em seções específicas, de acordo com cada projeto de motor. Normalmente ele se posicionam para medir os gases de saída.
Um dos problemas com a utilização de termopares para medições termométricas é que no local de fixação do cabo termopar no equipamento de aquisição de dados, haverá também uma "medição de temperatura" que será subtraída do valor obtido na ponta de medição, gerando um erro de leitura.
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Bom, era isso. O texto é só para ter uma noção sobre o modo de se medir temperatura. Já existem meios mais avançados (Infravermelho, Radiação, Ótico etc), mas o mais utilizado na aviação geral ainda é o termopar.

Um comentário:

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