Introducció
Els termoparells són una eina essencial en el camp de la mesura de la temperatura. S'utilitzen àmpliament en diverses indústries, com ara l'aeronàutica, l'automoció, la sanitat i la fabricació. Són dispositius senzills, fiables i rendibles que poden mesurar la temperatura amb precisió. Tanmateix, els termoparells també poden ser sensibles a les interferències electromagnètiques (EMI), que poden provocar errors en les seves lectures. Per evitar que l'EMI afecti la precisió dels termoparells, sovint s'utilitza blindatge. En aquest article, explorarem la qüestió de si els termoparells s'han de blindar o no.
Què són els termoparells?
Els termoparells són sensors de temperatura que utilitzen el principi de l'efecte Seebeck per produir un senyal de tensió que correspon a la temperatura que es mesura. Consten de dos cables metàl·lics diferents que s'uneixen en un extrem, que s'anomena unió calenta. L'altre extrem de cada cable està connectat a un dispositiu de mesura, com ara un voltímetre. Quan la unió calenta s'exposa a una diferència de temperatura, es genera un potencial elèctric, que es pot mesurar mitjançant el voltímetre. La magnitud del potencial és directament proporcional a la diferència de temperatura entre la unió calenta i l'extrem fred del termopar.
Els termoparells s'utilitzen àmpliament perquè són resistents, econòmics i poden funcionar en un ampli rang de temperatures ({0}} graus a 1750 graus). Tanmateix, també tenen algunes limitacions. Per exemple, poden produir errors a causa de l'efecte de l'EMI.
Què és la interferència electromagnètica (EMI)?
L'EMI és un fenomen que es produeix quan les ones electromagnètiques interfereixen amb un dispositiu electrònic. Les ones electromagnètiques poden ser produïdes per moltes fonts, com ara motors, línies elèctriques, senyals de ràdio i dispositius electrònics. Quan aquestes ones entren en contacte amb un dispositiu electrònic, poden provocar diversos efectes, com ara soroll, distorsió o fins i tot una fallada total.
Els termoparells són susceptibles a les EMI perquè produeixen un senyal de baix nivell que es pot veure fàcilment afectat per ones electromagnètiques externes. Quan el senyal es veu afectat, la mesura de la temperatura pot arribar a ser inexacta. Una manera d'evitar que l'EMI afecti el senyal del termopar és utilitzar blindatge.
Què és el blindatge?
El blindatge és una tècnica que s'utilitza per protegir els equips electrònics d'EMI. Consisteix en tancar l'equip en un material conductor que absorbeix o reflecteix les ones electromagnètiques abans que arribin als components sensibles. El material conductor sol ser un metall, com el coure o l'alumini, i està connectat a terra per evitar que les ones entrin o surtin de l'escut.
Hi ha dos tipus de blindatge: magnètic i elèctric. El blindatge magnètic implica l'ús d'un material ferromagnètic, com ara ferro o acer, per desviar EMI al voltant dels components sensibles. El blindatge elèctric consisteix a utilitzar un material conductor, com ara el coure o l'alumini, per crear una gàbia de Faraday que impedeix que l'EMI entri als components sensibles.
S'han de protegir els termoparells?
La qüestió de si els termoparells s'han de blindar o no és complexa. D'una banda, el blindatge pot ajudar a evitar que l'EMI afecti el senyal del termopar, la qual cosa pot millorar la precisió de la mesura de la temperatura. D'altra banda, el blindatge també pot introduir altres problemes, com ara gradients tèrmics i problemes de connexió a terra, que poden afectar la precisió de la mesura de la temperatura.
Un dels principals problemes amb els termoparells de blindatge és que pot introduir gradients tèrmics. Els gradients tèrmics es produeixen quan hi ha diferències de temperatura entre l'escut i el punt de mesura. Això pot crear errors en la mesura de la temperatura, especialment a temperatures molt baixes o molt altes.
Un altre problema amb el blindatge de termoparells és la connexió a terra. La connexió a terra és essencial per evitar que les EMI interfereixin amb el senyal del termopar, però també pot introduir errors en la mesura de la temperatura. Això es deu al fet que el sòl pot actuar com a dissipador de calor, cosa que pot afectar la mesura de la temperatura. A més, la connexió a terra també pot causar soroll elèctric, que pot afectar la precisió del senyal del termopar.
Malgrat aquests problemes, el blindatge encara s'utilitza àmpliament per protegir els termoparells d'EMI. Tanmateix, un blindatge adequat és essencial per evitar introduir errors en la mesura de la temperatura. Això implica utilitzar un escut que estigui correctament connectat a terra i dissenyat per minimitzar els gradients tèrmics. També implica una col·locació acurada de l'escut per assegurar-se que no entri en contacte amb el punt de mesura.
Conclusió
Els termoparells són eines essencials en la mesura de la temperatura i s'utilitzen en moltes indústries. Tanmateix, poden ser sensibles a les interferències electromagnètiques, que poden afectar la precisió de la mesura de la temperatura. El blindatge és una manera d'evitar que les EMI afectin el senyal del termoparell. Tanmateix, el blindatge també pot introduir altres problemes, com ara gradients tèrmics i problemes de connexió a terra, que poden afectar la precisió de la mesura de la temperatura. Per tant, si s'utilitza blindatge, és essencial utilitzar les tècniques adequades i seleccionar l'escut adequat per minimitzar l'impacte en la precisió de la mesura de la temperatura.
