Cos'è termocoppie?

Termocoppie: Principi, Tipi e Applicazioni

Le termocoppie sono sensori di temperatura semplici ma ampiamente utilizzati, che sfruttano l'effetto termoelettrico per misurare la temperatura.

Principio di Funzionamento:

Il principio fondamentale alla base del funzionamento di una termocoppia è l'Effetto Seebeck. Questo effetto afferma che quando due metalli diversi vengono uniti a due giunzioni con temperature diverse, si genera una tensione termoelettrica (Forza Elettromotrice o FEM) proporzionale alla differenza di temperatura tra le giunzioni.

Componenti Principali:

• Giunzione di Misura (Giunzione Calda): È la giunzione esposta alla temperatura che si desidera misurare.
• Giunzione di Riferimento (Giunzione Fredda): È la giunzione mantenuta a una temperatura di riferimento nota (spesso 0 °C). In passato, veniva immersa in un bagno di ghiaccio. Oggi, esistono compensazioni elettroniche della temperatura della giunzione fredda.
• Fili Termocoppia: Fili realizzati con due metalli diversi e specifici, scelti in base all'intervallo di temperatura e all'ambiente di applicazione.

Tipi di Termocoppie:

Esistono diversi tipi di termocoppie, ognuna caratterizzata da una specifica combinazione di metalli. I tipi più comuni includono:

• Tipo K (Cromo-Allumel): Ampio intervallo di temperatura, uso generale.
• Tipo J (Ferro-Costantana): Economica, adatta per atmosfere riducenti.
• Tipo T (Rame-Costantana): Ottima per basse temperature.
• Tipo E (Cromo-Costantana): Segnale più forte rispetto al tipo K.
• Tipo N (Nicrosil-Nisil): Maggiore stabilità e resistenza all'ossidazione rispetto al tipo K.
• Tipo S, R, B (Platino-Rodio): Utilizzate per alte temperature e applicazioni di precisione.

Le differenze tra i vari tipi risiedono principalmente nel Range di Temperatura, nella Sensibilità (mV/°C), nella Precisione e nella Resistenza alla Corrosione.

Vantaggi delle Termocoppie:

• Ampio intervallo di temperatura: Possono misurare temperature molto basse e molto alte.
• Robustezza: Resistenti a vibrazioni e urti.
• Costo relativamente basso: Generalmente economiche rispetto ad altri sensori di temperatura.
• Semplicità: Facili da usare e installare.

Svantaggi delle Termocoppie:

• Bassa precisione: Meno precise rispetto ad altri sensori (es. RTD).
• Necessità di compensazione della giunzione fredda: Richiedono un metodo per compensare la temperatura della giunzione di riferimento.
• Suscettibilità al rumore: Il segnale in mV può essere facilmente influenzato da interferenze elettromagnetiche.
• Non linearità: La relazione tra temperatura e tensione non è perfettamente lineare.

Applicazioni:

Le termocoppie sono utilizzate in una vasta gamma di applicazioni industriali e scientifiche, tra cui:

• Sistemi di controllo della temperatura: Forni, caldaie, stampanti 3D.
• Monitoraggio della temperatura dei motori: Automobili, aerei.
• Processi chimici: Controllo della temperatura di reazioni.
• Industria alimentare: Monitoraggio della temperatura degli alimenti.
• Ricerca scientifica: Misure di temperatura in laboratorio.
• Sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC).

La scelta della termocoppia appropriata dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, tenendo conto del Campo di Misura della temperatura, dell'ambiente e della precisione richiesta.