Tipo N - Una solución a la inestabilidad

Las inestabilidades en los termopares se presentan en varias formas. En primer lugar, existe la deriva a largo plazo debida a cambios de composición causados por la oxidación (o por el bombardeo de neutrones en aplicaciones nucleares). Por ejemplo, por encima de 800 °C, los termopares Tipo K expuestos al aire pueden sufrir efectos de oxidación que alteran la homogeneidad del conductor e introducen errores de medición de varios por ciento. Cuando se montan en vainas con volumen de aire limitado, puede producirse “green rot” debido a la oxidación preferencial del cromo. Las aplicaciones nucleares plantean un desafío adicional con la transmutación de materiales bajo bombardeo de neutrones, lo que nuevamente conduce a inestabilidad de la FEM.

En segundo lugar, la histéresis de la FEM térmica a corto plazo es un problema en los termopares de metales base, en particular los de Tipo K, cuando se ciclan entre 250 °C y 600 °C. Son comunes errores de 5 °C o más, especialmente alrededor de 400 °C. Normalmente se deben a heterogeneidades magnéticas y estructurales. En tercer lugar, en conjuntos de termopar con aislamiento mineral, los desplazamientos de la FEM pueden resultar de la migración de manganeso y aluminio desde el hilo KN (negativo), a través del aislante de óxido de magnesio, hasta el hilo KP (positivo).

Los materiales del Tipo N se diseñaron específicamente para combatir estas inestabilidades. Gracias a su estructura de aleación, los termopares Tipo N ofrecen mayor resistencia a la deriva, la histéresis, los efectos magnéticos e incluso la transmutación inducida por neutrones. El conductor NP (Nicrosil) contiene niveles más altos de cromo y silicio, mientras que el conductor NN (Nisil) contiene niveles elevados de silicio y magnesio. En conjunto, forman una barrera de difusión que mejora significativamente el rendimiento a largo plazo.

La estabilidad del Tipo N en aplicaciones nucleares es otra gran ventaja — la ausencia de manganeso, aluminio y cobre en el conductor NN elimina casi por completo el problema de la transmutación. La histéresis por ciclos de temperatura también se reduce de forma drástica. En el rango de 200 °C a 1.000 °C (con desviación máxima alrededor de 750 °C), los errores de histéresis se reducen a solo 2–3 °C, lo que hace que el Tipo N sea mucho más estable que sus homólogos de metales base.