Como determinar se os termopares Tipo B e Tipo J falharam

Determinar a falha dos termopares Tipo B e Tipo J requer uma avaliação abrangente, considerando as propriedades do material, o ambiente operacional e os métodos de teste. Geralmente, a falha do termopar Tipo B se manifesta principalmente como desvio-de alta temperatura, contaminação e fragilização e sinal fraco, enquanto a falha do termopar Tipo J é comumente vista em fratura por oxidação, curtos-circuitos por corrosão e potencial termoelétrico anormal. O seguinte é um método sistemático de avaliação:

I. Aparência e Inspeção Estrutural

1. Termopares Tipo B (Platina-Ródio 30-Platina-Ródio 6)

Condição do tubo protetor: Inspecione o tubo protetor de corindo ou alumina de alta{0}}pureza quanto a rachaduras, perfurações ou pó, especialmente em fornos com flutuações frequentes de temperatura, onde o estresse térmico pode facilmente causar quebra.

Observação do fio: se o tubo protetor estiver danificado, abra-o e observe se o fio duplo de platina-ródio ficou quebradiço, escurecido ou apresenta contaminação "com marcas", indicando exposição a vapor metálico ou deposição de carbono.

Inspeção do Gateway: Verifique se os terminais estão oxidados e escurecidos, se a camada de isolamento do cabo está envelhecida e se as juntas de solda se soltaram.

2. Termopar Tipo J (Ferro-Constantan)

Oxidação do eletrodo positivo de ferro: verifique cuidadosamente se o eletrodo positivo de ferro está vermelho-quente, enferrujado ou quebradiço, especialmente após uso prolongado acima de 500 graus, pois é propenso a oxidação e quebra.

Corrosão do eletrodo negativo Constantan: Em ambientes úmidos ou contendo-enxofre, Constantan (liga de cobre-níquel) é facilmente corroído, manifestando-se como uma superfície esverdeada ou bolhas.

Terminais: Verifique se há entrada de umidade que possa causar corrosão ou curto-circuito nos terminais.

Observação: Os termopares tipo J têm melhor desempenho do que outros termopares de metal básico em atmosferas redutoras, mas se for detectada instabilidade de sinal, a oxidação do eletrodo de ferro deverá ser verificada primeiro.

II. Teste de desempenho elétrico

1. Teste de continuidade (faixa de ohmímetro do multímetro)

Desconecte do medidor e meça a resistência entre os dois terminais:

Valor normal: Os termopares Tipo B e Tipo J devem ter vários ohms a dezenas de ohms (dependendo do comprimento e do diâmetro do fio);

Circuito Aberto: Resistência infinita → Fio do termopar quebrado, precisa ser substituído;

Curto-circuito: Resistência próxima de 0Ω → Curto-circuito interno ou umidade, necessita de secagem ou substituição.

Nota: Os termopares tipo B têm um sinal fraco e são mais suscetíveis a uma fiação deficiente. Certifique-se de que os terminais estejam bem fixados.

2. Medição de potencial termoelétrico (método milivoltímetro)

Use um milivoltímetro de alta-precisão para medir a saída da junta fria e compará-la com a tabela de calibração:

Tipo B: O potencial termoelétrico teórico a 1000 graus é de aproximadamente 4,8mV. Se o valor medido se desviar em mais de ±0,1mV, pode estar envelhecido ou contaminado.

Tipo J: O valor teórico é de aproximadamente 5,0mV a 100 graus. Se for inferior a 4,5mV, indica que o fio do termopar está deteriorado ou gravemente oxidado.

Recomendação: Coloque o termopar em teste e um novo termopar do mesmo modelo simultaneamente em uma fonte de temperatura constante (como um banho de óleo) e compare as diferenças de saída para determinar se ele falhou.

III. Verificação de medição de temperatura real

1. Comparação de ambiente de temperatura constante

Insira o termopar em uma fonte de temperatura constante em uma temperatura conhecida (como água fervente a 100 graus ou um banho de óleo a 300 graus) e compare-o com um termômetro de resistência de platina padrão:

Se a diferença de temperatura exceder a faixa da classe de precisão (Tipo B ±0,25%t, Tipo J ±2,5 graus) e erros de fiação tiverem sido descartados, pode-se determinar que houve falha.

2. Teste de aquecimento dinâmico

Aqueça lentamente e registre a mudança do potencial termoelétrico:

Se o sinal não mudar ou oscilar durante o aquecimento → mau contato interno;

Se não puder retornar a zero após o resfriamento → recozimento irreversível ou dano por oxidação ocorreu no fio do termopar.

4. Características de falha em cenários especiais

Mesa	Cenário	Características de falha do termopar tipo B	Características de falha do termopar tipo J
Ambiente de oxidação-de alta temperatura	Estabilidade-de longo prazo, mas se o tubo de proteção falhar, o fio do termopar será facilmente contaminado e se tornará quebradiço	O cátodo de ferro oxida rapidamente e a vida útil diminui acentuadamente acima de 500 graus.
Redução da atmosfera (H₂, CO)	Propenso à "fragilização da platina", fazendo com que o fio do termopar se torne quebradiço e quebre.	Pode ser usado normalmente, este é o seu cenário vantajoso.
Ambiente-contendo enxofre/úmido	Sensível à contaminação, formando facilmente eutético de baixo-ponto de fusão-	Constantan é facilmente corroído, causando desvios de sinal ou curtos-circuitos.
Ciclismo térmico frequente	O estresse térmico faz com que o tubo protetor rache, expondo o fio do termopar	Alta resistência mecânica e forte resistência à vibração.

Recomendação: o tipo B é adequado para ambientes limpos e de alta-temperatura; O tipo J é adequado para locais industriais de média- e baixa{2}}temperatura, mas ambientes de oxidação e sulfetação em alta-temperatura devem ser evitados.