Cosa comprende questa categoria
La temperatura si misura portando un sensore a contatto con il mezzo e aspettando l'equilibrio termico, oppure leggendo l'energia a infrarossi che una superficie emette. I sensori a contatto costano meno, sono più accurati e molto più diffusi; quelli senza contatto esistono per i corpi che nessuna sonda può toccare, che sono in movimento, o che distruggerebbero la sonda che li tocca.
L'elemento sensibile è di solito la parte più semplice della decisione. A far funzionare l'installazione è l'interfaccia: il materiale della guaina rispetto a un mezzo corrosivo o abrasivo, la profondità di immersione rispetto al fluido che scorre davvero, il tempo di risposta rispetto alla velocità di variazione del processo, e se un pozzetto termometrico consente di sostituire il sensore senza mettere fuori pressione la linea.
Questa categoria comprende l'elemento, l'insieme che lo circonda - tubo di protezione, testina, attacco - e l'elettronica che converte un segnale in millivolt o a resistenza in qualcosa che una sala controllo può leggere.
Tipi di prodotto in misura di temperatura
| Tipo di prodotto | Come funziona | Specificato di solito per |
| Termocoppia | Segnale in millivolt generato alla giunzione di due metalli diversi | Forni, fornaci, scarichi e ogni impiego caldo, a rapida variazione, o dove un elemento robusto conta più della stabilità |
| RTD e Pt100 | La resistenza di un elemento metallico puro varia in modo prevedibile con la temperatura | Misura accurata e stabile sotto i 600 °C circa, e ogni lettura che debba essere tracciabile |
| Termistore | Elemento semiconduttore con una grande variazione di resistenza in una banda stretta | HVAC, ambito medicale ed elettrodomestici, dove la priorità è la sensibilità in un campo limitato |
| Trasmettitore di temperatura | Condiziona il segnale di un elemento in un'uscita lineare | Ogni impiego in cui il valore arriva a un sistema di controllo e la resistenza dei conduttori lo falserebbe |
| Termometro a infrarossi | Radianza emessa da una superficie, convertita in temperatura | Corpi in movimento, in rotazione, in tensione o inaccessibili; controlli di sicurezza alimentare e percorsi di manutenzione predittiva |
| Termocamera | Mappa bidimensionale della radianza emessa | Ricerca guasti su un quadro elettrico, un cuscinetto o un involucro edilizio, dove conta la distribuzione e non la singola lettura |
| Pozzetto termometrico | Un alloggiamento che separa il sensore dal processo | Processi in pressione, corrosivi o pericolosi dove il sensore deve essere estraibile in esercizio |
| Regolatore di temperatura | Confronta il valore misurato con una consegna e pilota un'uscita | Riscaldatori, forni, bagni termostatici e macchine da imballaggio dove la temperatura è regolata in loco |
Come scegliere un sensore di temperatura
Raramente esiste un solo strumento corretto per un compito di misura, ma esiste sempre una rosa di candidati giustificabile e un insieme di risposte che esclude gli altri. Sono queste le domande che decidono.
- Tipo di elemento rispetto al campo di lavoro reale, e non al massimo di catalogo. Un elemento con un limite superiore molto alto è spesso il meno accurato proprio nel campo che si usa.
- Tempo di risposta: un sensore in un pozzetto pesante è protetto ma lento. Se il processo cambia più velocemente di quanto l'insieme possa seguirlo, la lettura resta in ritardo sulla realtà di un valore noto e a volte inaccettabile.
- Profondità di immersione: se è troppo scarsa la lettura viene attirata verso l'ambiente attraverso la parete del tubo e l'attacco. Un'immersione adeguata conta più di un elemento di classe più elevata.
- Materiale della guaina e del pozzetto rispetto al mezzo: acciaio inossidabile per la maggior parte degli impieghi, con leghe superiori o un rivestimento protettivo per i cloruri, i solfuri e l'ossidazione ad alta temperatura.
- Pozzetto termometrico o immersione diretta, che decide se il sensore può essere sostituito in esercizio e se una classe di pressione si applica all'insieme.
- Attacco e tipo di testina: filettatura, flangia o fascetta, e se la testina è per esterno, antideflagrante o dotata di display locale.
- Percorso del segnale: cablaggio diretto, trasmettitore montato sulla testina, e se la tratta è tanto lunga che la resistenza dei conduttori e il rumore contano.
- Condizioni ambientali alla testina morsetti, che spesso è più calda o più umida di quanto la specifica dello strumento supponga.
- Classificazione dell'area, che determina il concetto di protezione e quindi quali testine e quali trasmettitori sono disponibili.
- Esigenza di taratura: se l'installazione deve essere tracciabile, e con quale frequenza ci si aspetta di verificarla.
Affrontare la selezione in ordine
- Stabilisca il campo di lavoro e quanto velocemente cambia la temperatura. Il campo restringe l'elemento, la velocità dice quanta protezione può sopportare.
- Decida se la misura a contatto è possibile. Se il corpo si muove, è in tensione o non può essere toccato, passi agli infrarossi.
- Per la misura a contatto scelga l'elemento: RTD dove contano stabilità e tracciabilità, termocoppia dove contano campo e robustezza.
- Stabilisca se serve un pozzetto termometrico, cosa che discende dalla pressione, dalla corrosività e dalla necessità di estrarre il sensore in esercizio.
- Dimensioni la profondità di immersione rispetto al tubo o al vaso, e la verifichi sul calcolo del pozzetto e non per abitudine.
- Decida dove convertire il segnale: alla testina, in un regolatore locale o al sistema di controllo.
- Applichi l'ambiente e la classificazione dell'area alla testina, al pressacavo e all'ingresso del cavo.
- Fissi l'esigenza di taratura e la documentazione che deve accompagnare l'ordine.
Confronto tra le tecnologie
| Elemento | Punto di forza | Limite | Si abbina al meglio con |
| Termocoppia di tipo K | Campo ampio, robustezza, costo contenuto, risposta rapida | Deriva nel tempo e ad alta temperatura; richiede la compensazione del giunto freddo | Forni, banchi di prova, indicazione industriale generale |
| Termocoppia di tipo J | Maggiore segnale per grado rispetto alla tipo K | Il ramo ferroso si ossida; campo più stretto | Impianti preesistenti e atmosfere riducenti |
| Termocoppia di tipo N e di tipo T | La tipo N è più stabile della tipo K ad alta temperatura; la tipo T è preferita sui valori bassi e criogenici | Minore accettazione negli standard di impianto già in uso; la tipo T ha un ramo in rame che limita il campo superiore | Impieghi specifici dove dominano la deriva o l'accuratezza a bassa temperatura |
| RTD Pt100 | Stabilità e ripetibilità migliori fino a circa 600 °C; andamento quasi lineare | Più lento di una termocoppia; costa di più; servono tre o quattro fili per annullare la resistenza dei conduttori | Misura di processo tracciabile, controllo della qualità, lavoro di laboratorio e di taratura |
| Infrarosso | Nessun contatto, quindi nessuna contaminazione e nessuna massa termica; legge un corpo in movimento | Occorre conoscere l'emissività del corpo; non vede attraverso il vetro né attraverso il vapore; legge un punto e non la massa | Macchine rotanti, giunzioni elettriche in tensione, superfici alimentari, semilavorati ad alta temperatura |
La RTD è la risposta più accurata; la termocoppia è la più robusta. Dove contano entrambe, una termocoppia in un pozzetto termometrico viene spesso abbinata a una RTD nello stesso punto, con funzione di verifica.
Parametri da confermare prima dell'ordine
Ciò che resta dopo la scelta della tecnologia è un elenco di valori che solo l'impianto può fornire. Questi sono quelli che cambiano il modello, il prezzo o il tempo di consegna:
- Campo di temperatura di lavoro, e il massimo che l'insieme può incontrare.
- Mezzo, e se è corrosivo, abrasivo, viscoso o igienico.
- Pressione di processo nel punto di misura, quando è coinvolto un pozzetto termometrico.
- Velocità di variazione della temperatura, e il tempo di risposta che il processo richiede.
- Preferenza di elemento, oppure il requisito di accuratezza e stabilità che la determinerebbe.
- Lunghezza di immersione e la dimensione del tubo o del vaso a cui deve adattarsi.
- Attacco: norma di filettatura o flangiatura, dimensione e classe.
- Tipo di testina e condizioni ambientali nel punto in cui sarà montata.
- Uscita: elemento diretto, 4-20 mA, HART, Modbus o un commutatore.
- Classificazione dell'area, e se sono richiesti documenti di taratura tracciabile.
Valori riportati, non ipotizzati
Le specifiche variano per modello e applicazione, quindi su questa pagina non è indicato alcun valore prestazionale. Dove un parametro non è documentato per un modello particolare, la pagina di prodotto lo dice invece di colmare la lacuna con un numero plausibile. Invii i valori sopra e restituiremo quelli che il modello selezionato realmente possiede.
Dove si utilizzano questi strumenti