As diferenças entre os termopares tipo B e tipo S vão muito além da faixa de temperatura, e entender o que realmente muda entre esses sensores pode ser decisivo para a precisão de um processo industrial. Apesar de ambos serem usados em medições de alta performance, há detalhes técnicos que separam totalmente suas aplicações. Essa diferença explica por que um deles domina ambientes extremos enquanto o outro é escolhido para controle fino.
Como é o termopar tipo B
A gama de termopares tipo B é ideal para aplicações em temperaturas extremamente elevadas. Este termopar mantém-se estável e preciso até 1700°C – 1800°C. A especialidade do termopar tipo B reside no seu limite de temperatura mais elevado entre todos os tipos de termopares. Estes termopares produzem a mesma saída a 0°C e 42°C, limitando a sua utilização a temperaturas inferiores a cerca de 50°C. A função de força eletromotriz (fem) apresenta um mínimo em torno de 21°C, facilitando a compensação da junção fria.
Os termopares tipo B (PtRh30-PtRh6) são compostos de platina e ródio, o que os torna extremamente resistentes à corrosão e a altas temperaturas. Esses sensores de temperatura são capazes de medir altas temperaturas até 1700°C – 1800°C, sendo ideais para aplicações em ambientes extremos, como a medição da temperatura do vidro fundido e também em siderúrgias.
Exige cuidados rigorosos:
- Não deve ser utilizado em atmosferas redutoras, nem em ambientes com vapores metálicos ou não metálicos, que podem contaminar a platina e comprometer a precisão.
- Nunca deve ser inserido diretamente em tubos metálicos de proteção.
Vantagens
- Medições em uma ampla faixa de temperatura: Contínua: 500 – 1800°C.
- Recomendado a utilização em temperaturas mais elevadas (acima de 500°C)
Desvantagens
- Fornece a menor força eletromotriz (fem) de saída por grau Celsius de variação de temperatura.
- Mais caro do que outros tipos, pois utiliza ligas de platina.
- Resposta mais lenta para medições abaixo de 500°C.
- Não pode ser usado para medições em temperaturas abaixo de zero.
- Menor rendimento do que os tipos R e S abaixo de 600°C (1112°F)
O que é o termopar tipo S
Entre os sensores destinados a medições de alta temperatura, o termopar Tipo S costuma ser empregado com frequência. O equipamento é construído com metais nobres – Platina com 10% de Ródio (Pt10%Rh) no polo positivo e Platina pura no polo negativo -combinação que o torna especialmente resistente ao calor e às condições severas típicas de processos industriais avançados.
O Tipo S apresenta uma faixa de temperatura padronizada de –50°C a +1760°C, embora seu uso contínuo seja recomendado dentro de intervalos mais controlados.
Na prática industrial, o sensor é adequado para medições contínuas de 100°C a 1480°C, podendo atingir até 1760°C por curtos períodos, desde que protegido adequadamente.
O modelo é recomendado para atmosferas limpas, oxidantes, neutras (ar) e gases não agressivos, como os nobres. Também tolera vácuo, desde que por períodos curtos, sem risco de deterioração.
Ao mesmo tempo, exige cuidados rigorosos:
- Não deve ser utilizado em atmosferas redutoras, nem em ambientes com vapores metálicos ou não metálicos, que podem contaminar a platina e comprometer a precisão.
- Nunca deve ser inserido diretamente em tubos metálicos de proteção.
- Requer isoladores e tubos de proteção cerâmicos de alta alumina, garantindo estabilidade estrutural e química em condições extremas.
Vantagens
As características construtivas do Tipo S fazem dele um sensor de excelência quando o foco é desempenho térmico avançado:
- Alta precisão, ideal para aplicações críticas.
- Excelente reprodutibilidade, mantendo resultados consistentes mesmo após longos ciclos térmicos.
- Estabilidade térmica elevada, usado em processos contínuos.
- Funcionamento confiável em faixas médias e altas de temperatura, onde outros termopares começam a perder eficiência.
Desvantagens
Apesar de seu desempenho superior, o Tipo S apresenta limitações importantes:
- Baixa sensibilidade, cerca de 10 μV/°C, exigindo instrumentos de leitura de alta qualidade.
- Alto custo, consequência direta do uso de metais nobres como platina e ródio.
- Fragilidade química, especialmente em atmosferas inadequadas, o que demanda proteção robusta e correta seleção de materiais cerâmicos.
Comparação dos termopares Tipo B e Tipo S
A principal diferença entre os termopares Tipo S e Tipo B está no limite de temperatura e na sensibilidade: enquanto o Tipo B suporta temperaturas mais altas, chegando a 1800°C, o Tipo S oferece maior sensibilidade e estabilidade, especialmente em faixas intermediárias, o que o torna mais preciso em grande parte das aplicações industriais. Em resumo, o Tipo B é o mais resistente ao calor extremo; o Tipo S, o mais sensível e estável para medições contínuas.
O Termopar Tipo S (PtRh10–Pt) utiliza uma liga de platina com 10% de ródio e trabalha de forma confiável até 1480°C. Sua sensibilidade é semelhante à do tipo R e superior à do tipo B, o que garante boa resposta às variações térmicas em processos industriais e laboratoriais. A estabilidade é seu ponto forte: mesmo após longos ciclos em fornos de cerâmica, metalurgia ou calibração, mantém curva térmica previsível, razão pela qual é amplamente usado como referência em medições de alta temperatura.
Já o Termopar Tipo B (PtRh30–PtRh6) foi desenvolvido para ambientes ainda mais severos. Com 30% de ródio em um condutor e 6% no outro, resiste como poucos à corrosão e opera até 1700°C, superando tanto os tipos S quanto R nesse quesito. Essa robustez o torna ideal para fornos de metalurgia pesada, processos contínuos e situações em que a durabilidade do sensor é mais crítica do que a precisão em faixas mais baixas. Em contrapartida, seu desempenho é menos sensível abaixo de 50°C, o que limita seu uso em medições mais finas fora do regime de calor extremo.
Indústria de Vidro e Cerâmica
- Tipo S: utilizado no controle da temperatura de fornos e etapas de fundição, favorecendo a uniformidade e a qualidade do produto final.
- Tipo B: preferido em fornos que operam de forma constante acima de 1.200°C, entregando maior durabilidade em ambientes térmicos severos.
Siderurgia e Metalurgia
- Tipo S: usado para monitorar fusão, recozimento e tratamentos térmicos que exigem precisão mesmo em longos ciclos.
- Tipo B: adequado para medição em aciarias, fornos de altas temperaturas e processos que ultrapassam a faixa crítica suportada por outros sensores.
Laboratórios de Calibração e Pesquisa
- Tipo S: frequentemente escolhido como sensor de referência, graças à sua estabilidade e ao comportamento previsível em temperaturas elevadas.
- Tipo B: também empregado em padrões de alta temperatura, especialmente em ensaios que exigem resistência térmica extrema por longos períodos.
Indústria Química e Petroquímica
- Tipo S: atende com precisão ao monitoramento de reatores, caldeiras e unidades que trabalham com calor intenso e precisam de respostas rápidas.
- Tipo B: indicado para processos severos e contínuos, em que a manutenção deve ser reduzida e o sensor precisa suportar temperaturas próximas ao limite operacional dos materiais.
Como escolher entre os diferentes tipos?
Escolher o tipo certo de termopar é uma questão de compatibilizar o termopar com a sua necessidade de medição. Aqui estão alguns aspectos a serem considerados:
Faixa de temperatura: os diferentes tipos de termopares possuem diferentes faixas de temperatura. Por exemplo, o tipo T, com seu terminal de cobre, tem uma temperatura máxima de 370°C ou 700°F. Já o tipo K pode ser usado até 1260°C ou 2300°F.
Dimensão do condutor: o diâmetro dos fios do termopar também precisa ser levado em consideração quando medições de longa duração são necessárias. Por exemplo, os termopares do tipo T são classificados para 370°C/700°F; no entanto, se o seu termopar tiver fios de calibre 14 AWG (0,064” de diâmetro), a classificação será de 370°C/700°F. Se o seu termopar tiver fios de calibre 30 AWG, a classificação cai para 150°C/300°F. Mais informações podem ser encontradas aqui (consulte a tabela na parte inferior da página H-7).
Precisão: os termopares do tipo T possuem a maior precisão entre todos os termopares de metal base, com ±1°C ou ±0,75%, o que for maior. Em seguida, vêm os termopares do tipo E (±1,7°C ou 0,5%) e os tipos J, K e N (±2,2°C ou 0,75%) para limites de erro padrão (de acordo com a norma ANSI/ASTM E230).
Outras considerações importantes são os materiais da bainha (se for do tipo sonda de imersão), o material isolante (se for sensor de fio ou de superfície) e a geometria do sensor.
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