Indicadores de Temperatura

Indicadores de Temperatura de Termopares

Os indicadores de temperatura baseados em termopares são amplamente utilizados na aviação, especialmente para medições de altas temperaturas, como a temperatura das cabeças dos cilindros em motores alternativos e a temperatura dos gases de escapamento em motores a jato. Esses indicadores operam com base no efeito termelétrico, que converte diferenças de temperatura em sinais elétricos para medição precisa.

Princípio de Funcionamento

1. Termopar e Junções
   • Um termopar consiste em dois fios metálicos dissimilares unidos em uma extremidade, formando a junção quente ou junção sensora.
   • As outras extremidades dos fios, conhecidas como junção fria ou junção de referência, são mantidas a uma temperatura constante.
2. Produção de Tensão e Corrente
   • Quando há uma diferença de temperatura entre a junção sensora e a de referência, uma força eletromotriz (FEM) é gerada, causando uma corrente no circuito.
   • A magnitude da FEM depende do material dos fios e da diferença de temperatura entre as junções.
3. Indicação de Temperatura
   • A corrente gerada é medida por um indicador calibrado, que converte a diferença de temperatura em uma leitura proporcional e precisa.

Materiais Comuns em Termopares

Os materiais utilizados nos fios dos termopares variam conforme o intervalo de temperatura a ser medido:

• Constantan e Ferro: Para temperaturas moderadas.
• Constantan e Cobre: Utilizados em aplicações de menor temperatura.
• Chromel e Alumel: Projetados para medir temperaturas mais altas, devido à sua alta resistência térmica.

O constantan é uma liga de cobre e níquel que mantém sua resistência estável mesmo com variações significativas de temperatura, tornando-o ideal para termopares.

Cuidados na Instalação e Manutenção

1. Fios Compensadores
   • Fios compensadores são extensões feitas dos mesmos materiais que os fios do termopar.
   • Garantem precisão ao transportar o sinal da junção sensora até o...

Indicadores de Temperatura

Os indicadores de temperatura bimetálicos utilizados em motores aeronáuticos têm como função principal medir a temperatura da cabeça dos cilindros ou dos gases de escapamento. Em motores a pistão refrigerados a ar, a temperatura do cilindro mais quente é monitorada com um termômetro acoplado a uma sonda. Já em motores a turbina, utiliza-se um conjunto de sondas instaladas no cone de escapamento para medir a temperatura dos gases de exaustão (EGT).

O sistema baseia-se no princípio dos termopares, que são formados por dois metais diferentes, gerando uma força eletromotiva (FEM) quando suas extremidades estão a temperaturas diferentes. A diferença de potencial gerada é proporcional à variação de temperatura e, ao ser calibrada no galvanômetro, permite a leitura precisa em graus Celsius.

Os termopares podem ser fabricados com diferentes combinações metálicas, sendo ferro-constantan comum em motores radiais e cromel-alumel em motores a jato. O tipo de sonda usada pode ser do tipo gaxeta, onde os metais formam um anel similar ao de uma vela de ignição, ou do tipo baioneta, que se fixa diretamente no cilindro. É essencial que os materiais do termopar e do fio condutor sejam iguais para evitar erros de medição.

O indicador deve ter um sistema de compensação de temperatura para a junção fria (localizada no instrumento), utilizando uma mola bimetálica que mantém a precisão mesmo com variações de temperatura da cabine. Este mecanismo permite ainda que a temperatura ambiente seja lida quando a sonda é desconectada.

A correta instalação do termopar no cilindro mais quente é crucial para garantir leituras precisas e seguras, assegurando o monitoramento contínuo durante diversas condições de voo.

Indicadores de Temperatura

Os indicadores de temperatura bimetálicos monitoram a temperatura dos cilindros em motores a pistão e dos gases de escapamento em motores a turbina. Nos motores a pistão, a temperatura do cilindro é medida por um termômetro instalado em um cilindro crítico, geralmente o mais quente. Já nos motores a turbina, utilizam-se sondas de termopares no cone de escapamento para medir a temperatura dos gases.

Um termopar é um circuito composto por dois metais distintos unidos em duas junções. Quando uma junção é exposta a uma temperatura mais alta que a outra, uma força eletromotiva (fem) é gerada no circuito. A magnitude dessa força varia conforme a diferença de temperatura entre as junções quente e fria. Com a calibração de um galvanômetro em graus, o sistema torna-se um termômetro preciso.

Termopares usados em motores a pistão são geralmente feitos de ferro e constantan, enquanto nos motores a jato são preferidos os de cromel e alumel. Cada sonda de termopar é projetada para fornecer uma resistência específica ao circuito, o que impede modificações no comprimento sem uma compensação adequada. Os termopares mais comuns incluem os tipos gaxeta, utilizados em velas de ignição, e baioneta, que se encaixam diretamente na cabeça do cilindro.

Além disso, o sistema de indicação de temperatura inclui um mecanismo de compensação para variações na temperatura ambiente da cabine, usando uma mola bimetálica. Essa compensação garante a precisão da leitura, mesmo em diferentes condições operacionais. Quando a sonda é desconectada, o instrumento pode exibir a temperatura da cabine devido à ação da mola compensadora.

Esses sistemas são vitais para monitorar as condições térmicas dos motores, prevenindo falhas e garantindo a segurança operacional da aeronave.