Termômetros bimetálicos: princípios operacionais e aplicações

Os termômetros bimetálicos são instrumentos testados e aprovados para medição de temperatura em uma ampla gama de aplicações industriais, combinando baixo custo e baixa manutenção com fácil instalação, uso e calibração.

 

Às vezes, uma tecnologia de medição é tão simples, mas eficaz, que se torna – e continua sendo – o padrão por décadas. Tal é o caso do termômetro bimetálico (também chamado de termômetro bimetálico), patenteado no final do século XIX.

 

Princípio de funcionamento de termômetros bimetálicos

Como o nome sugere, o funcionamento dos termômetros bimetálicos depende do fato de que vários metais possuem diferentes coeficientes de expansão térmica.

 

A expansão térmica é um fenômeno físico onde um metal muda suas dimensões (comprimento, área ou volume) em resposta às mudanças de temperatura; isso ocorre porque o aumento da temperatura fornece energia térmica às partículas do metal, fazendo-as vibrar com maior intensidade. Como resultado, a distância média entre as partículas aumenta, levando a uma expansão física do material; da mesma forma, uma diminuição na temperatura leva à contração do material. Este processo é, portanto, reversível, o que significa que o metal pode retornar às suas dimensões originais se a temperatura retornar ao seu valor inicial.

 

A mudança nas dimensões devido à temperatura depende de vários fatores, incluindo o tipo de metal e seu coeficiente de expansão térmica, medida numérica que indica o quanto um determinado metal se expande para cada grau de aumento de temperatura; por exemplo, dada a mesma diferença de temperatura e comprimento inicial, o alumínio se expande duas vezes mais que o ferro.

 

Este fenômeno é explorado na tira bimetálica, constituída por duas tiras de metais diferentes, soldadas entre si: uma extremidade da tira é fixa e a outra extremidade é livre. À temperatura ambiente, os dois metais têm o mesmo comprimento, mas quando a tira é aquecida, o alumínio se alonga mais que o ferro, fazendo com que a tira se dobre.

 

Em geral, um material alonga-se quando aquecido e contrai-se quando arrefecido: o comportamento é aproximadamente simétrico.

 

A tira bimetálica é altamente sensível às variações de temperatura; assim, é possível construir um termômetro utilizando a diferença de expansão dos dois metais.

 

Nos termômetros bimetálicos, as duas tiras de metal, geralmente aço e cobre ou aço e latão, dependendo da faixa de medição, são soldadas ou unidas para formar uma espiral ou bobina helicoidal, que é colocada dentro do bulbo do termômetro. Uma extremidade é fixada na ponta do bulbo enquanto a outra extremidade é conectada a um ponteiro, permitindo que a agulha se mova. Quando a temperatura aumenta, a espiral se deforma e o ponteiro se move ao longo da escala graduada; quando a temperatura diminui, a espiral retorna ao seu estado original, trazendo o ponteiro de volta à sua posição inicial.

 

Usos de termômetros bimetálicos

Os termômetros bimetálicos são encontrados em uma ampla variedade de indústrias de processo, fornecendo leituras de temperatura confiáveis e baratas no local para aplicações em:

Óleo e gás

Química e Petroquímica

Alimentos e bebidas, como fornos, caldeiras e linhas de processo

Farmacêutica e biotecnologia

Tratamento de água e águas residuais

Materiais básicos, como celulose e papel

 

A versatilidade e operação simples desses instrumentos também os tornam ideais para:

Aquecimento, ventilação e tratamento de ar, incluindo tanques de água quente e sistemas solares térmicos

Refrigeração industrial

Construção de máquinas

Testes e laboratórios

 

Para uso em aplicações com alta pressão ou meios agressivos, coloque a haste do termômetro bimetálico em um poço termométrico. Um poço termométrico também facilita a troca/substituição do termômetro sem esvaziar o circuito de aquecimento. Em situações com vibração significativa, o preenchimento da caixa com líquido e as buchas de amortecimento minimizam bastante a oscilação do ponteiro.

 

Ma anshan Exact Instrument Co., Ltd. é uma empresa internacional fabricação de termômetro bimetálicoR. Nossa empresa está envolvida principalmente no projeto, produção e vendas de instrumentos, tubos e válvulas de instrumentos e outros produtos relacionados.