Quali sono i diversi tipi di filo per termocoppie?

Introduzione ai fili per termocoppie

I fili delle termocoppie sono alla base dei sistemi di misurazione della temperatura. Uniscono due metalli dissimili e producono una tensione proporzionale al gradiente di temperatura. I fili delle termocoppie hanno una risposta rapida e funzionano in condizioni difficili. I fili delle termocoppie sono molto utilizzati in forni, fornaci, motori e molti altri dispositivi. Sono disponibili in molte varietà con diverse combinazioni di metalli per funzionare in molte condizioni diverse.

Tipo K (cromo-allumina)

Ifili di tipo K utilizzano il Chromel per il polo positivo e l'Alumel per il polo negativo. Sono utilizzati soprattutto in condizioni che non superano mai i 1260°C (2300°F). Sono utilizzati da molti settori industriali perché sono economici e resistenti. Hanno una buona precisione in un'ampia gamma di temperature. Il tipo K è solitamente scelto dagli ingegneri per il trattamento termico dei metalli e per i processi di produzione. Possono essere utilizzati sia in atmosfere ossidanti che in atmosfere inerti. L'installazione e la manutenzione sono semplici per persone con competenze tecniche di base.

Tipo J (ferro-costantana)

I fili di tipo J hanno ferro accoppiato a costantana. Sono adeguati a circa 760°C (1400°F) in aria. Trovano impiego in macchinari antichi o per applicazioni specifiche quando l'ambiente non è troppo ostile. La loro semplicità è una delle loro caratteristiche migliori e la maggior parte delle officine di riparazione li ha ancora in magazzino. Lo svantaggio principale è che la gamba di ferro arrugginisce a contatto con l'acqua. Tuttavia, la loro economicità e semplicità ne fanno un uso frequente nella maggior parte delle applicazioni industriali.

Ulteriori letture: Fili per termocoppie 101 Tipi, applicazioni e proprietà

Tipo T (rame-costantana)

I fili di tipo T sono prodotti combinando rame e costantana. La loro portata è adatta a temperature fino a 370°C (700°F). Tuttavia, sono sufficienti anche a temperature inferiori allo zero. Sono molto utilizzati nei laboratori e nelle misure a bassa temperatura. La loro resistenza alle basse temperature e la costanza nel tempo li rendono una scelta sicura. I laboratori e gli impianti di trasformazione alimentare utilizzano i fili di tipo T per le loro prestazioni affidabili.

Tipo E (Chromel-Constantan)

I fili di tipo E sono composti da cromo e costantana. Sono molto sensibili. Il loro intervallo di temperatura arriva fino a 900°C (1650°F). L'elevata resa termoelettrica li rende ideali per la misurazione precisa della temperatura. Alcune apparecchiature scientifiche e macchine industriali utilizzano questa elevata sensibilità per misurare piccole variazioni di temperatura. La loro tensione di uscita è quasi doppia rispetto a quella di altri tipi, a parità di temperatura.

Tipo N (Nicrosil-Nisil)

I fili di tipo N sono composti da nicrosil e nisil. Sono stati creati per essere più stabili. Funzionano bene a temperature fino a 1300°C (2370°F). Sono progettati per ridurre gli errori noti come deriva. Sono utilizzati nei motori ad alta temperatura e nei sistemi di combustione. I fili di tipo N sono preferiti dagli ingegneri perché sono più stabili e hanno una durata maggiore. Sono più adatti quando è richiesto un alto grado di precisione per una lunga durata.

Tipo R e S (Platino-Rodio)

I fili di tipo R e S utilizzano leghe di platino e rodio. Sono eccellenti a temperature molto elevate, fino a 1600°C (2900°F) per il tipo S. Sono altamente stabili e precisi. Trovano largo impiego nei laboratori e negli usi industriali di alto livello, come l'aerospaziale e la metallurgia. Il costo di questi fili è generalmente più elevato. Sono stabili e precisi e rappresentano quindi un'ottima scelta per la misurazione accurata della temperatura.

Tipo B (Platino-Rodio)

Anche i fili di tipo B appartengono alla famiglia platino-rodio. Vengono impiegati in intervalli di temperatura simili a quelli dei tipi R e S, in particolare in applicazioni a temperature molto elevate. A temperature più basse non presentano gli stessi difetti dei loro cugini al platino-rodio. Quando è necessario garantire l'affidabilità in condizioni di calore elevato, i fili di tipo B rappresentano una soluzione robusta. Il loro costo li limita di solito a impieghi speciali in ambito industriale e di laboratorio, dove l'affidabilità è un requisito fondamentale.

Fili per termocoppie speciali

Oltre ai tipi comuni sopra citati, esistono alcuni fili per termocoppie speciali. Ve ne sono alcuni realizzati con rivestimenti speciali per resistere alla corrosione e migliorare la durata in situazioni in cui sono esposti a sostanze chimiche e umidità. Alcuni sono realizzati in modo da avere una minore deriva per le applicazioni a lungo termine. Questi fili forniscono una protezione aggiuntiva in situazioni in cui l'esposizione è più dura del normale in ambienti di laboratorio o industriali. Vengono utilizzati soprattutto negli impianti chimici, in mare o ovunque vi sia la possibilità di contaminazione.

Criteri di selezione del filo della termocoppia

La scelta del filo per termocoppia più adatto richiede alcune considerazioni.

Innanzitutto, bisogna considerare l'intervallo di temperatura dell'applicazione. Alcuni fili preferiscono le temperature più basse, mentre altri sono destinati all'uso con temperature elevate.

In secondo luogo, bisogna considerare l'ambiente in cui si opera. La termocoppia dovrà resistere all'ossidazione, all'esposizione chimica o all'umidità?

In terzo luogo, è necessario garantire la precisione. Se avete bisogno di letture estremamente precise, un tipo ad alta sensibilità come il tipo E è perfetto.

Infine, il vostro budget potrebbe essere limitato. I fili migliori, come quelli al platino-rodio, costano di più ma durano di più e sono più affidabili. Le applicazioni reali includono l'uso nei forni industriali medi con fili di tipo K e l'uso nei sistemi di raffreddamento dei laboratori con fili di tipo T.

La scelta deve sempre basarsi sulle condizioni di funzionamento e sul livello di urgenza delle letture di temperatura necessarie.

Domande frequenti

F: Perché il filo di tipo K è così apprezzato?

D: Ha una buona durata e precisione in un ampio intervallo di temperatura a un costo contenuto.

F: Qual è l'applicazione tipica del filo di tipo T?

D: Viene utilizzato principalmente in laboratorio e per usi a bassa temperatura.

F: Perché utilizzare fili per termocoppie speciali?

D: Offrono una maggiore protezione dalla corrosione e una maggiore stabilità in condizioni difficili.