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Sensori di temperatura a "termocoppia". |
Le Termocoppie (t.c.) sono sensori di temperatura molto utilizzati nelle applicazioni industriali dove molta importanza è data al rapporto qualità / prezzo. Le t.c. sono costituite essenzialmente da due conduttori metallici omogenei ma chimicamente diversi fra loro, saldati ad un estremo che costituirà l'elemento sensibile del nostro sensore e sarà denominato "giunto caldo", mentre gli estremi liberi, che andranno collegati al circuito di misura, sono denominati "giunto freddo" o "giunto di riferimento" (fig.1). Quando due conduttori di materiali diversi chiusi da un lato, sono portati a temperature diverse, il circuito erogherà una f.e.m. (tensione) dipendente dalla natura dei conduttori e dalla differenza di temperatura fra i due giunti. Questo fenomeno fu scoperto da Seebek nel 1821 e prende il nome di "effetto Seebek".
I metalli usati per la costruzione delle t.c. in realtà sono delle leghe, scelte per il loro potere termoelettrico e per le caratteristiche di buona riproducibilità.
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Fig.1
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Il potere termoelettrico esprime il valore di mV generati per una variazione di 1°C di temperatura e si misura in mV / °C. Da ricordare che il grafico f.e.m. - temperatura di fig. 2 non è lineare, pertanto la t.c. deve deve essere usata in un intervallo ben definito e nel tratto più lineare possibile della caratteristica .
Da ricordare che i valori di f.e.m. riportati nelle tabelle, sono riferiti al giunto freddo a 0°C di temperatura ed in condizioni diverse da queste, il segnale della t.c. viene riportato alla temperatura di riferimento di 0°C mediante un giunto di compensazione termosensibile normalmente già inglobato nello strumento visualizzatore della misura.
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Fig.2
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Il collegamento fra t.c. e lo strumento visualizzatore, che a volte sono lontani anche centinaia di metri, viene effettuato con uno speciale cavo, chiamato cavo di compensazione e serve a riportare la temperatura dal giunto freddo allo strumento di misura a cui essa è collegata. I conduttori dei fili di compensazione sono costituiti da metalli che generano una f.e.m. corrispondente a quella della termocoppia a cui sono collegati. Secondo le condizioni ambientali d’infiammabilità, temperatura d'impiego, resistenza agli agenti chimici, va scelto il cavo con tipo d’isolamento adeguato. Da ricordare che, ogni cavo ha una colorazione ben specifica, in modo da poter essere facilmente individuato. Nella tabella sottostante è riportata la
codifica internazionale dei colori per cavi di estensione per termocoppie:
impiego °CJ K T E 0 ÷ 900 R S B Come si evince, esistono diversi tipi di termocoppie. Dal grafico di fig.2 e dalla tabella sovrastante è possibile poter scegliere il tipo più appropriato per il proprio utilizzo.
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Guaine |
Le guaine metalliche ed i pozzetti, a seconda della temperatura e delle applicazioni più o meno gravose, utilizzano vari tipi di acciaio e di leghe speciali come l'Iconel 600, l'Incoloy 800, l'Hastelloy C e il Titanio. Quando le condizioni diventano ancora più gravose e le temperature ancora più alte (t > 1250°C) è necessario utilizzare guaine ceramiche; esse trovano utilizzo nei forni industriali, fonderie, acciaierie, essicatori, impianti chimici, ecc... Spesso servono anche come protezione esterna supplementare per i pozzetti. Queste diverse tipologie di materiali ceramici possono essere ALSINT 99,7 il miglior prodotto, il SILLIMANTIN 60 NG con ottima resistenza meccanica e agli shock termici, lo SKA 100 NG resistente agli agenti chimici e all'H2, il PYTAGORAS, uno dei più economici ed altri ancora.
