Termocoppia

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Come funziona un sensore a termocoppia?

Il funzionamento della termocoppia si basa su un fenomeno chiamato effetto termoelettrico Seebeck. Questo fenomeno si manifesta con la comparsa di una tensione elettrica all'interno di un circuito aperto composto da due materiali conduttori di diversa natura durante una variazione di temperatura. La tensione ottenuta viene convertita in temperatura utilizzando il coefficiente di Seebeck a seconda del tipo di termocoppia. Gli accorgimenti da adottare per un funzionamento ottimale delle termocoppie sono la scelta della tipologia adeguata in base all'applicazione, al tipo di giunzione e tenendo conto dei disturbi elettromagnetici.

Come fa la termocoppia a misurare la temperatura?

Il sensore termocoppia è costituito da due fili di diversi metalli conduttivi collegati tra loro da una giunzione chiamata hot spot. L'altra estremità, il punto freddo, è collegata al dispositivo di misurazione. Quando il punto caldo è esposto al caldo o al freddo, ilLa densità elettronica di ciascun filo metallico viene modificata. La corrente elettrica che attraversa il sensore si manifesta grazie alla differenza di temperatura che esiste tra il punto caldo e il punto freddo. Per misurare accuratamente la temperatura con una termocoppia, è necessario mantenere il punto freddo a zero gradi Celsius o implementare la cosiddetta compensazione della giunzione fredda.

Quali sono i tipi di termocoppia?

Esistono diversi tipi di termocoppie che offrono diversi intervalli di misurazione della temperatura e si adattano a diversi tipi di applicazioni. La scelta del tipo appropriato di sonda termocoppia dipende dall'ambiente in cui verrà utilizzata e dal budget stanziato per l'acquisto. IL Principalmente utilizzati 8 tipi di sensori termocoppia sono coperti dalla norma europea IEC 60584.1. Alcuni tipi sono realizzati con metalli vili e sono quindi poco costosi. I tipi B, R e S sono realizzati con metalli preziosi come il platino, il che ne fa aumentare il prezzo.

Cosa influenza il tempo di risposta della termocoppia?

Il tempo di risposta delle termocoppie varia a seconda del design piuttosto che del tipo. Le caratteristiche che influenzano la velocità di reazione di questi sensori sono molteplici: la protezione della sonda, il metodo di giunzione o anche il cavo di collegamento. Quanto più diretto è il contatto con l'ambiente di cui si vuole misurare la temperatura, tanto più rapida sarà la risposta fornita dalle sonde di misura. Una termocoppia senza custodia metallica o guaina protettiva fornisce quindi una risposta rapida. I fili scoperti possono essere soggetti a corrosione a seconda del materiale e dell'ambiente, quindi ogni caratteristica deve essere scelta con attenzione.

A cosa serve una tabella di conversione della termocoppia?

Un tavolo o tabella di conversione termocoppia è uno strumento utilizzato per convertire una forza elettromotrice (fem) in una temperatura in gradi Celsius o Fahrenheit. Permette inoltre la calibrazione della sonda termica confrontando la tensione ottenuta con la temperatura prevista. Per leggere le tabelle di conversione delle termocoppie è necessario conoscere il tipo di termocoppia utilizzata, ciascuna tipologia ha il proprio coefficiente di Seebeck. Per leggere la tabella, abbiniamo la differenza di potenziale rilevata alla temperatura in gradi Celsius o Fahrenheit.

Cosa sono le curve della termocoppia?

Un'alternativa alla presentazione del rapporto tensione/temperatura sotto forma di tabella è il grafico. Sull'ascissa è la temperatura e sull'ordinata la tensione, il collegamento tra le due non essendo lineare, forma una curva. Ogni tipo di termocoppia ha una curva distinta che permette di apprezzare visivamente le variazioni tra i due dati. Le curve della termocoppia, come le tabelle, lo sono in base alla tensione misurata sul sensore quando il punto freddo è a 0°C. È quindi necessario mantenere questa saldatura in un bagno di acqua ghiacciata agitata o effettuare una compensazione. Questa tecnica consiste nel lasciare il punto freddo a temperatura ambiente, misurare questa temperatura e convertirla in tensione per aggiungere un coefficiente correttivo al calcolo finale.

Qual è il campo di misura di una termocoppia?

Se la termocoppia è il tipo di sensore più comune nel settore, è in gran parte perché consente di misurare grandi dimensioni intervallo di temperatura. A seconda del modello può misurare temperature da -200°C a 1800°C. Le termocoppie in grado di misurare temperature molto basse sono i tipi K, J, T e N. Per temperature elevate vengono utilizzati i tipi N, S, R e B. Per scegliere una termocoppia adatta ad un'applicazione specifica, il campo di temperatura da misurare e il campo di misura del tipo di termocoppia devono coincidere.

Come calibrare una termocoppia?

La cosiddetta calibrazione o calibrazione della termocoppia è una procedura composta da verificare che la tensione indicata sul voltmetro della sonda termica corrisponda alla temperatura corretta riportata nella tabella di conversione. A tal fine il punto di misurazione deve trovarsi ad una temperatura nota con certezza. I test per verificare la precisione della sonda vengono effettuati in diversi punti del suo campo di misura. Se i risultati indicano una mancata corrispondenza tra la tensione e la temperatura corrispondente nella tabella di conversione, è necessario aggiungere un coefficiente correttivo quando si utilizza il sensore. Valori errati possono significare che un elemento della sonda è danneggiato, come il sensore stesso, il connettore o il registratore.

Come eseguire i test su una termocoppia?

Il test è uno dei passaggi essenziali della calibrazione. Si consiglia di testare una termocoppia quando la sonda subisce un cambio di assegnazione, regolarmente a seconda dell'intensità del suo utilizzo o in caso di sospetto errore. Di seguito sono riportate le procedure generalmente applicate per testare una termocoppia Raccomandazioni ASTM (American Society for Testing and Materials) per la calibrazione delle termocoppie. Sono possibili due opzioni, calibrazione per confronto o punto fisso. In confronto, effettuiamo una misurazione della temperatura con la sonda da testare e con un sensore di riferimento, che sappiamo essere affidabile. Nei punti fissi il sensore è esposto alla temperatura del punto triplo dell'acqua.

Qual è il tempo di risposta delle termocoppie?

 Il tempo di risposta è il tempo impiegato dal sensore per raggiungere il 66,6% della lettura finale ed è il modo standard del settore per misurare i tempi di risposta della sonda. Cinque volte il tempo di risposta indicato è il valore normalmente richiesto per ottenere una lettura del 100%. I tempi di risposta dipendono dalla sostanza da misurare e, nel caso di un liquido o di un gas, dal grado di agitazione. Ciò rende difficile indicare un tempo di risposta preciso senza conoscere l'applicazione.

I risultati mostrati in questo catalogo sono stati ottenuti in un bagno d'olio agitato e possono differire da quelli ottenuti in altre condizioni, ma possono essere utilizzati come guida generale nella scelta delle sonde.

Qual è la differenza tra le diverse maniglie offerte?

Ove applicabile, ciascuna sonda viene fornita con un'impugnatura esagonale, piccola rotonda, nervata per carichi pesanti o a forma di T. Per ridurre la crescita batterica, le impugnature della sonda contengono un additivo antibatterico "Biomaster".

Quali tipi di cavo sono disponibili?

Il cavo dritto in PVC è un cavo per uso generale ed è disponibile in lunghezze fino a 100 metri. Come standard e dove applicabile, ogni sonda viene fornita con un cavo dritto in PVC e un connettore da un metro. In alternativa è disponibile un cavo spiralato PU da 1 metro per sonde termocoppia standard, portatili, tipo K o T, sostituire la prima cifra (1) del codice di ordinazione con la cifra 3. La temperatura massima per PVC e PU è 80 °C.

Alcune sonde industriali e per alte temperature sono disponibili con un cavo intrecciato isolato con acciaio inossidabile e fibra di vetro. Di serie e ove applicabile, ciascuna sonda viene fornita con un cavo e un connettore in acciaio inossidabile di due metri. Temperatura massima 350°C.

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