¿Cuál es la diferencia entre los termopares tipo B y tipo S?

Las diferencias entre los termopares tipo B y tipo S van mucho más allá del rango de temperatura, y comprender qué cambia realmente entre estos sensores puede ser crucial para la precisión de un proceso industrial. Si bien ambos se utilizan en mediciones de alto rendimiento, existen detalles técnicos que diferencian completamente sus aplicaciones. Esta diferencia explica por qué uno destaca en entornos extremos, mientras que el otro se elige para un control preciso.

¿Qué es un termopar tipo B?

el rango de termopares El tipo B es ideal para aplicaciones a temperaturas extremadamente altas. Este termopar se mantiene estable y preciso hasta 1700 °C – 1800 °C. La particularidad del termopar tipo B reside en su límite de temperatura más alto entre todos los tipos de termopar. Estos termopares producen la misma salida a 0 °C y 42 °C, lo que limita su uso a temperaturas inferiores a aproximadamente 50 °C. La función de fuerza electromotriz (FEM) presenta un mínimo alrededor de 21 °C, lo que facilita la compensación de la unión fría.

Los termopares tipo B (PtRh30-PtRh6) están compuestos de platino y rodio, lo que los hace extremadamente resistentes a la corrosión y a las altas temperaturas. Estos sensores de temperatura pueden medir temperaturas de hasta 1700 °C – 1800 °C, lo que los hace ideales para aplicaciones en entornos extremos, como la medición de la temperatura del vidrio fundido y en acerías.

Requiere un cuidado riguroso:

No debe utilizarse en atmósferas reductoras, ni en ambientes con vapores metálicos o no metálicos, que pueden contaminar el platino y comprometer la precisión.
Nunca debe insertarse directamente en tubos protectores metálicos.

Ventajas

Mediciones en un amplio rango de temperatura: Continua: 500 – 1800°C.
Recomendado para uso en temperaturas más altas (superiores a 500°C).

Desventajas

Proporciona la salida de fuerza electromotriz (fem) más baja por grado Celsius de cambio de temperatura.
Más caro que otros tipos, ya que utiliza aleaciones de platino.
Respuesta más lenta para mediciones por debajo de 500°C.
No se puede utilizar para realizar mediciones a temperaturas bajo cero.
Menor eficiencia que los tipos R y S por debajo de 600 °C (1112 °F)

¿Qué es un termopar tipo S?

Entre los sensores diseñados para mediciones de alta temperatura, el termopar tipo S se utiliza con frecuencia. El equipo está fabricado con metales nobles: platino con 10 % de rodio (Pt10 %Rh) en el polo positivo y platino puro en el polo negativo, una combinación que lo hace especialmente resistente al calor y a las duras condiciones propias de los procesos industriales avanzados.

El Tipo S tiene un rango de temperatura estandarizado de -50 °C a +1760 °C, aunque se recomienda un uso continuo dentro de intervalos más controlados.

En la práctica industrial, el sensor es adecuado para mediciones continuas de 100 °C a 1480 °C, y puede alcanzar hasta 1760 °C durante períodos cortos, siempre que esté adecuadamente protegido.

Este modelo se recomienda para atmósferas limpias, oxidantes y neutras (aire) y gases no agresivos, como los nobles. También tolera el vacío, siempre que sea por periodos cortos, sin riesgo de deterioro.

Al mismo tiempo, requiere un cuidado riguroso:

No debe utilizarse en atmósferas reductoras, ni en ambientes con vapores metálicos o no metálicos, que pueden contaminar el platino y comprometer la precisión.
Nunca debe insertarse directamente en tubos protectores metálicos.
Requiere aisladores cerámicos de alto contenido en alúmina y tubos protectores, que garanticen la estabilidad estructural y química en condiciones extremas.

Ventajas

Las características de diseño del Type S lo convierten en un sensor excelente cuando el enfoque está en el rendimiento térmico avanzado:

Alta precisión, ideal para aplicaciones críticas.
Excelente reproducibilidad, manteniendo resultados consistentes incluso después de largos ciclos térmicos.
Alta estabilidad térmica, utilizado en procesos continuos.
Operación confiable en rangos de temperatura media y alta, donde otros termopares comienzan a perder eficiencia.

Desventajas

A pesar de su rendimiento superior, el Type S tiene limitaciones importantes:

Baja sensibilidad, alrededor de 10 μV/°C, lo que requiere instrumentos de lectura de alta calidad.
Alto coste, consecuencia directa del uso de metales preciosos como el platino y el rodio.
La fragilidad química, especialmente en atmósferas inadecuadas, exige una protección robusta y una correcta selección de los materiales cerámicos.

Comparación de termopares tipo B y tipo S

La principal diferencia entre los termopares Tipo S y Tipo B reside en sus límites de temperatura y sensibilidad: mientras que el Tipo B soporta temperaturas más altas, llegando hasta los 1800 °C, el Tipo S ofrece mayor sensibilidad y estabilidad, especialmente en rangos intermedios, lo que lo hace más preciso en muchas aplicaciones industriales. En resumen, el Tipo B es más resistente al calor extremo; el Tipo S es más sensible y estable para mediciones continuas.

El termopar tipo S (PtRh10–Pt) utiliza una aleación de platino con un 10 % de rodio y funciona con fiabilidad hasta 1480 °C. Su sensibilidad es similar a la del tipo R y superior a la del tipo B, lo que garantiza una buena respuesta a las variaciones térmicas en procesos industriales y de laboratorio. Su estabilidad es su punto fuerte: incluso tras largos ciclos en hornos cerámicos, metalúrgicos o de calibración, mantiene una curva térmica predecible, por lo que se utiliza ampliamente como referencia en mediciones de alta temperatura.

El termopar tipo B (PtRh30–PtRh6) se desarrolló para entornos aún más hostiles. Con un 30 % de rodio en un conductor y un 6 % en el otro, es altamente resistente a la corrosión y opera hasta 1700 °C, superando a los tipos S y R en este aspecto. Esta robustez lo hace ideal para hornos de metalurgia pesada, procesos continuos y situaciones donde la durabilidad del sensor es más crítica que la precisión en rangos inferiores. Por otro lado, su rendimiento es menos sensible por debajo de 50 °C, lo que limita su uso en mediciones más precisas fuera de condiciones de calor extremo.

Industria del vidrio y la cerámica

Tipo S: se utiliza para controlar la temperatura de hornos y etapas de fundición, promoviendo la uniformidad y calidad del producto final.
Tipo B: preferido en hornos que funcionan constantemente por encima de 1.200 °C, proporcionando mayor durabilidad en entornos térmicos hostiles.

Acero y metalurgia

Tipo S: Se utiliza para monitorear tratamientos de fusión, recocido y térmico que requieren precisión incluso en ciclos largos.
Tipo B: adecuado para mediciones en acerías, hornos de alta temperatura y procesos que exceden el rango crítico admitido por otros sensores.

Laboratorios de calibración e investigación

Tipo S: a menudo elegido como sensor de referencia, gracias a su estabilidad y comportamiento predecible a altas temperaturas.
Tipo B: también se utiliza en estándares de alta temperatura, especialmente en pruebas que requieren resistencia térmica extrema durante períodos prolongados.

Industria Química y Petroquímica

Tipo S: monitorea con precisión reactores, calderas y unidades que operan con calor intenso y requieren respuestas rápidas.
Tipo B: adecuado para procesos severos y continuos, donde se debe reducir el mantenimiento y el sensor necesita soportar temperaturas cercanas al límite operacional de los materiales.

¿Cómo elegir entre los diferentes tipos?

Elegir el tipo correcto de termopar es cuestión de adaptarlo a sus necesidades de medición. Aquí hay algunos aspectos a considerar:

rango de temperaturaLos distintos tipos de termopares tienen distintos rangos de temperatura. Por ejemplo, el tipo T, con su terminal de cobre, alcanza una temperatura máxima de 370 °C o 700 °F. El tipo K, en cambio, puede utilizarse hasta 1260 °C o 2300 °F.

Dimensiones del conductorEl diámetro de los cables del termopar también debe tenerse en cuenta cuando se requieren mediciones de larga duración. Por ejemplo, los termopares tipo T tienen una clasificación de 370 °C/700 °F; sin embargo, si su termopar tiene cables de calibre 14 AWG (0,064" de diámetro), la clasificación será de 370 °C/700 °F. Si su termopar tiene cables de calibre 30 AWG, la clasificación se reduce a 150 °C/300 °F. Puede encontrar más información aquí (consulte la tabla al final de la página H-7).

PrecisãoLos termopares tipo T ofrecen la mayor precisión entre todos los termopares de metal base, con ±1 °C o ±0,75 %, el que sea mayor. Les siguen los termopares tipo E (±1,7 °C o 0,5 %) y los tipos J, K y N (±2,2 °C o 0,75 %) en cuanto a límites de error estándar (según ANSI/ASTM E230).

Otras consideraciones importantes son los materiales de la funda (si es un tipo de sonda de inmersión), el material aislante (si es un sensor de cable o de superficie) y la geometría del sensor.