O cabo de isolação mineral consiste de uma bainha metálica e de condutores internos isolados entre si por um material cerâmico. Esta cerâmica é formada pelo pó de alguns tipos de óxidos (normalmente o mais utilizado é o MgO) com uma pureza de > 99.0%, que garante a isolação dos condutores internos um do outro e também a isolação dos condutores em relação a bainha externa. A construção de um cabo de isolação mineral é similar a de um cabo comum, entretanto, ela tem uma característica especial de resistência a altas temperaturas. Por usar ligas metálicas ao invés de, por exemplo, PVC ou PTFE, são possíveis temperaturas de aplicação de aproximadamente até 850 °C para aços inoxidáveis (como 1.4571, 316L, 1.4541) ou até mesmo até aproximadamente 1150 °C para ligas metálicas refratarias como Inconel® 600 (2.4816).
Construção
O ponto de partida é um longo tubo metálico no material da bainha desejado (geralmente com 15 metros de comprimento), onde são inseridos blocos cerâmicos furados. Junto aos blocos cerâmicos são montados condutores correspondentes.
Para a construção de termorresistências, são geralmente usados condutores internos de cobre ou níquel. Na construção de termopares, o material apropriado deve ser considerado, dependendo do tipo do termopar. Estas construções constituídas por tubos metálicos, blocos cerâmicos e condutores metálicos é subsequentemente compactada, e tem suas dimensões reduzidas através de matrizes de trefilação revestidas de carbetos ou diamantadas, onde as dimensões desejadas são alcançadas. A alta compactação da isolação mineral garante uma rápida transferência térmica entre o material da bainha e os condutores internos.
Bloco cerâmico
Aplicação
Devido à isolação ser feita apenas por componentes minerais, a operação também é possível em temperaturas significantemente mais altas do que seria no caso dos cabos isolados com polímeros ou fluorpolímeros (exemplo: PVC, PTFE). Protegido pela bainha metálica do material, Os cabos de isolação mineral também são resistentes ao calor e, portanto, adequados para medição de temperatura. O diâmetro do cabo de isolação é especificado de acordo com os requisitos de cada aplicação.
Variedade
O menor diâmetro de um sensor de temperatura já fabricado pela WIKA foi de 0,25 mm. Se esse diâmetro for comparado com o de cabos maiores, o usuário tem vantagens consideráveis ao usar dimensões relativamente pequenas. A combinação do diâmetro externo, do material da bainha, da espessura da parede e do material e do arranjo dos condutores internos e também classe de exatidão (apenas para termopares), possibilita uma grande variedade de cabos de isolação mineral.
Seção de vários cabos de isolação mineral
Característica especial
A característica especial do cabo de isolação mineral está na posição relativa dos condutores internos um para o outro e da bainha externa, que são sempre constantes. Mesmo quando o cabo está dobrado ou torcido, a posição interna é mantida. O raio de curvatura admissível é três vezes o diâmetro externo da bainha. As propriedades de isolação resultantes do posicionamento exato dos condutores internos são fundamentais quando se trata de construção de instrumentos á prova de explosão.
Características adicionais
Construção de uma termorresistência
Como uma característica do cabo isolado mineral, deve ser dada especial atenção à higroscópica da cerâmica. Se esta não for protegida, o cabo absorve imediatamente a umidade do ambiente, o que, em poucos minutos, reduz a resistência elétrica de isolação. Por essa razão, o cabo de isolação mineral só deve ser armazenado hermeticamente fechado ou, se aberto, em um forno com uma temperatura elevada.
Normas comumente relacionadas
- IEC 60751
- IEC 60584
- ASTM E230
Nota
Mais informações sobre termopares e termorreistências podem ser encontradas no site da WIKA.
Aprenda mais sobre como um termopar e uma termorresistência funcionam nos seguintes vídeos: