Aposição de um termopar em uma superfície

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Estou procurando conselhos sobre como conectar um termopar a uma superfície de metal de uma maneira que seja relativamente resistente à temperatura (mais do que) cola.

Eu tenho um fio de bitola muito fino na mão para fazer os termopares e o soldador por pontos especializado que se juntará a eles para formar um cordão. Meu objetivo é anexá-los a uma folha de 3-7 mm de espessura, algum tipo de metal. Pode ser aço, alumínio, cobre, etc. Não tenho uma forte preferência pelo metal usado nem pela espessura exata. Eu tenho acesso à maioria dos equipamentos comuns de usinagem de metais e posso comprar ferramentas e materiais básicos, mas não posso justificar as despesas de um soldador específico para esse tipo de coisa.

Até agora, tentei duas coisas (sem êxito):

  • Soldagem: usei uma tocha a gás para aquecer a placa de cobre o suficiente para obter uma boa poça de solda e tentei mergulhar o TC (já soldado). O fio simplesmente não molhava, apenas empurrava a solda e não podia fazer uma conexão.

  • Soldagem TIG: tentei soldar um TC e um fio desencapado de TC em uma placa de alumínio, formando uma pequena poça na placa e, em seguida, tentando mergulhar o fio na poça e extinguir rapidamente o arco. Principalmente o fio derreteu e "fugiu" do arco. Outras vezes, simplesmente não se fundia à superfície. Também tentei colocar o fio em contato com a superfície com antecedência e iniciar o arco nela.

Sei que ouvi menção sobre isso, mas não consegui encontrar nenhuma informação boa sobre como fazê-lo. Eu poderia usar qualquer coisa, desde uma resposta definitiva até comentários sobre como melhorar as técnicas que já tentei.

ps Eu soldo semi-regularmente, mas tenho muito pouca experiência em soldagem (especialmente com uma tocha), portanto, não assuma muita habilidade ou conhecimento nesse departamento.

Dan
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Você pode incluir uma foto dos termopares que está tentando usar. Da sua pergunta, tenho a impressão de que você está apenas usando um par de fios e estou pensando em parafusá-los com um sistema do tipo suporte ou prensar os fios entre a placa de metal principal e uma placa menor que é parafusada na placa principal.
Fred
Você está de alguma forma conectando eletricamente o metal do termopar à superfície do metal?
jjack
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Qual é a aplicação dessa coisa e que tipo de temperatura você espera ver?
Whatsisname
Que tipo de casal (CT)? Cobre-Constantin tipo T, soldas muito bem. Que tal colocar o TC sob uma braçadeira de parafuso.
George Herold
De que temperatura estamos falando? O silicone para vedar chaminés pode suportar até 1200 ° C.
SF.

Respostas:

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Acabei encontrando uma solução que funcionava (ainda não tentei os cimentos sugeridos por outros).

O truque era usar um soldador por pontos em vez de um soldador por tig.

Com as configurações de energia corretas, prendeu o TC na superfície sem danificar nenhum dos componentes.

Não é excepcionalmente forte (usei cabos TC muito finos), mas deve resultar em condições o mais próximo possível do que seriam se o TC não estivesse lá.

Dan
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A soldagem pode alterar as propriedades elétricas dos fios e afetar a confiabilidade das leituras.
Wallace Park
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@ WallacePark Bem, os termopares são normalmente soldados juntos em primeiro lugar. A única diferença aqui é que eles também serão fundidos ao substrato. A lei dos metais intermediários indica que o envolvimento de um terceiro componente não interfere na leitura do TC, desde que a temperatura seja localmente uniforme.
Dan
@ Dan - Will W respondeu à sua pergunta sugerindo um soldador por ponto. Por curiosidade, por que você não aceitou a resposta dele e deixou como comentário?
CBRF23
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Para uma opção facilmente removível, você pode usar a fita Kapton. É resistente ao calor e funciona bem para manter temporariamente um termopar no lugar.

Também envolvo os fios em Kapton para isolamento elétrico.

Bertrand van der Berg
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Um pouco tarde para o jogo.

Um método recomendado no Steam da B&W , sua geração e uso , é perfurar pequenos orifícios estreitos no substrato metálico, inserir os fios individuais nos orifícios e colocá-los no lugar. Isso evita os problemas que outros levantaram da soldagem que afetam as propriedades. Ele fornece contato íntimo com a superfície medida. Não apresenta nenhum material adicional. Servirá para quaisquer temperaturas que os materiais do substrato e do termopar possam suportar. Deve ser moderadamente robusto mecanicamente.

O par líquido é o mesmo que o da junção fio a fio padrão, mas é feito de cada um dos fios do substrato, obtidos em série.

Por minha sugestão, um cliente usou esse método com êxito em uma caldeira acionada.

JKEngineer
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Se você não estiver muito preocupado com a velocidade de resposta, poderá incorporar o termopar em uma graxa térmica e soldar um pedaço de aço de calço por cima para fornecer suporte mecânico.

Só vi termopares soldados diretamente em um substrato antes com equipamentos de solda a ponto.

Will.W
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Obrigado. Você sabe se um soldador a ponto comum pode fazer o truque? Tenho certeza de que posso obter acesso a um, se ele produzir melhores resultados.
Dan
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Eu usaria um epóxi térmico ( agente de envasamento ) para isso. Eu fiz isso com sucesso com um termistor antes. Também não tenho certeza, mas você provavelmente deseja isolar eletricamente o termopar para não perder a voltagem de um componente aterrado e obter uma leitura incorreta. Portanto, um agente de envasamento é ótimo para isso (alta condutividade térmica, mas não condutividade elétrica).

Você pode comprar pacotes de sacos divididos de fornecedores de eletrônicos, retire o clipe para que os líquidos possam se misturar e depois despeje / blob, conforme necessário. Em seguida, cura em cerca de 24h. No entanto, se este for apenas um aplicativo único e você precisar apenas de uma pequena quantia, provavelmente essa é uma maneira muito cara de realizar essa tarefa; portanto, encontre um hobby local de eletrônicos (tente o seu espaço hacks local) e peça um pequeno blob quando eles estão fazendo um trabalho maior com essas coisas.

jhabbott
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Tem que ser um epóxi? Eu tenho usado colas térmicas de silicone (consulte, por exemplo, um produto chamado HC910) que são eletricamente isolantes por condutividade térmica. Cerca de US $ 5 / onça, mas você pode espremer a quantidade necessária de um único tubo, em comparação com compostos de envasamento epóxi que são US $ 3 / onça, mas não são fáceis de obter ou misturar em pequenas quantidades.
footwet 27/05
@feetwet a cola de silicone soa melhor do que em aplicações únicas.
Jawbott # 27/16
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Faça um pequeno furo no alumínio, grande enuf para colocar na cabeça de junção do TC, depois bata na borda do furo com um soco central, que deforma o furo para prender o TC no furo mecanicamente. Funciona muito bem em aplicações de alta temperatura.

Lawrence L
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E o cimento cerâmico? Quando misturado e usado corretamente, o OB-400 é bom para 1425C (2600F). Soldar um TC em superfícies metálicas requer habilidade e paciência. Ainda mais acima quando soldagem TIG. Você já pensou em usar um termopar autoadesivo ?

mfav
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Os T / C de arame requerem um cordão ou alívio de tensão se separados na superfície a ser medida, ambos os métodos funcionam bem em metal. É melhor escolher um lugar para o seu cordão se a superfície não for delicada. Anexe com epóxi (sem metal) ou prenda com fita de alumínio coberta com rtv para aliviar o estresse. Se conectar fios desencapados, solde os fios com alças de alívio de tensão nos fios (isto é, para que os fios não quebrem com a expansão térmica) e cubra com epóxi.

Os fios soldados por pontos são mais precisos do que os cordões.

James Puckett
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Tente usar atau (unidade de conexão de termopar) que normalmente funciona

user6064
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Você pode melhorar sua resposta adicionando mais detalhes sobre como essa tecnologia funciona e adicionando referências para ilustrá-la.
31816 Chris Johns
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Al fita também é uma boa opção.

Alguns epóxi misturado com pó de metal (pó de ferro) é outro método.

user6012
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Olá user6012, bem-vindo ao engineering.SE. Temos aqui um foco na pergunta e resposta de qualidade, e as respostas de qualidade precisam de mais do que algumas frases. Por que a fita Al é uma boa opção? Qual é o sentido de misturar o pó de metal com o epóxi?
Chris Mueller