Nel campo della misurazione della temperatura industriale, le termocoppie del tipo con scatola di giunzione montate su flangia mobile e i termometri a resistenza al platino del tipo con guarnizione montata in superficie sono due tipi comuni di sensori di temperatura. Presentano differenze significative nella struttura, nel principio di funzionamento, negli scenari applicativi e nell'aspetto/cablaggio. Questo articolo discuterà in dettaglio come distinguere tra questi due tipi di sensori, aiutando i lettori a comprenderli e ad applicarli meglio.
I. Differenze strutturali
1. Caratteristiche strutturali delle termocoppie del tipo con scatola di giunzione montata su flangia mobile
Le termocoppie del tipo con scatola di giunzione montata su flangia mobile sono costituite principalmente da un elemento termocoppia, un manicotto isolante, una guaina protettiva, un dispositivo di collegamento a flangia mobile e una scatola di giunzione. L'elemento termocoppia è il componente principale della termocoppia, composto da due fili metallici di materiali diversi (come nichel-cromo/nichel-silicio, platino-rodio/platino, ecc.), con le estremità saldate insieme per formare l'estremità di misurazione. Il manicotto isolante è solitamente realizzato in materiale ceramico (come un tubo di corindone, un tubo ad alto-allumina), dotato di resistenza alle alte temperature e proprietà isolanti, utilizzato per isolare i due fili della termocoppia e prevenire cortocircuiti. La guaina protettiva è costituita da un materiale selezionato in base alle condizioni di lavoro (come acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, corindone, Hastelloy) e la sua funzione principale è quella di proteggere l'elemento termocoppia dalla corrosione o dall'impatto del fluido. Non è necessaria un'elevata conduttività termica, poiché l'estremità calda della termocoppia entra direttamente in contatto con il mezzo, garantendo tempi di risposta rapidi. Il dispositivo di collegamento a flangia mobile si collega all'apparecchiatura o alla tubazione tramite una piastra flangiata, consentendo la-regolazione del sensore durante l'installazione per adattarsi alle diverse posizioni e profondità di installazione. La scatola di giunzione viene utilizzata per collegare l'elemento termocoppia e i fili di compensazione e contiene una morsettiera. La stabilità della temperatura della giunzione fredda (evitando la vicinanza a fonti di calore) è una considerazione chiave e il grado di tenuta non è solitamente inferiore a IP65.
2. Caratteristiche strutturali dei termometri a resistenza al platino con guarnizione a montaggio superficiale
I termometri a resistenza al platino con guarnizione per montaggio superficiale sono costituiti principalmente da un elemento sensibile, una guarnizione, un tubo protettivo e un semplice dispositivo di cablaggio. L'elemento sensibile è il componente di misurazione della temperatura interna della termoresistenza al platino, solitamente costituito da filo di platino avvolto, che richiede uno scambio termico sufficiente con la superficie misurata. La guarnizione è un design unico del termometro a resistenza al platino montato su superficie, realizzata in acciaio inossidabile o lega a base di nichel-, che possiede un'elevata resistenza meccanica e resistenza alla corrosione, garantendo uno stretto contatto tra l'elemento sensibile e la superficie misurata per migliorare la precisione della misurazione. Il tubo protettivo è realizzato in acciaio inossidabile, offrendo elevata resistenza meccanica e resistenza alla corrosione, proteggendo l'elemento sensibile da danni meccanici e corrosione chimica. Il dispositivo di cablaggio semplice in genere utilizza un metodo di uscita-diretto, senza una scatola di giunzione separata. I cavi vengono invece instradati attraverso i fori di uscita-sul tubo protettivo, creando una struttura semplice e un'installazione facile. Questo design rende il sensore compatto, adatto ad applicazioni con spazi limitati.
II. Differenze nei principi di funzionamento
1. Principio di funzionamento delle termocoppie
Le termocoppie funzionano in base all'effetto Seebeck, dove un circuito chiuso composto da due conduttori diversi genera un potenziale termoelettrico se le due giunzioni sono a temperature diverse. Il potenziale termoelettrico di una termocoppia è direttamente proporzionale alla differenza di temperatura tra l'estremità di misurazione e l'estremità di riferimento. Misurando l'entità del potenziale termoelettrico, è possibile determinare indirettamente la temperatura all'estremità di misurazione. Le termocoppie hanno una velocità di risposta rapida, che le rende adatte per misurare temperature elevate e temperature che cambiano rapidamente.
2. Principio di funzionamento delle termoresistenze al platino
Le termoresistenze al platino funzionano in base alla caratteristica che la resistenza di un metallo cambia con la temperatura; nello specifico, il valore di resistenza del metallo aumenta con l'aumentare della temperatura. Esiste una certa relazione funzionale tra il valore di resistenza del resistore al platino e la temperatura. Misurando il valore di resistenza del resistore al platino, è possibile calcolare la temperatura della superficie misurata. I termometri a resistenza al platino di tipo-guarnizione montata su superficie-utilizzano una guarnizione per garantire uno stretto contatto tra l'elemento sensibile e la superficie misurata, migliorando la precisione e la stabilità della misurazione.
III. Differenze negli scenari applicativi
1. Scenari applicativi delle termocoppie
Le termocoppie attive con scatola di giunzione montate su flangia- sono adatte per applicazioni di misurazione di alte-temperature che richiedono installazione fissa e risposta rapida, come la temperatura del forno e la temperatura del metallo fuso. La loro elevata velocità di risposta consente loro di riflettere rapidamente i cambiamenti di temperatura, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono una risposta rapida. Inoltre, le termocoppie hanno un ampio intervallo di misurazione, da -200 gradi a +1800 gradi.
2. Scenari applicativi delle termoresistenze al platino
I termometri a resistenza al platino di tipo-guarnizione{1}}montata su superficie sono adatti per applicazioni che richiedono la misurazione della temperatura di superfici solide, come gli involucri di apparecchiature meccaniche e le superfici dei tubi. Il design della guarnizione consente uno stretto contatto con la superficie misurata, migliorando la precisione della misurazione. I termometri a resistenza al platino offrono un'elevata precisione di misurazione, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono alta precisione, soprattutto nell'intervallo di temperature medie e basse (da -200 gradi a +500 gradi). Inoltre, i termometri a resistenza al platino di tipo-con guarnizione{9}}montati su superficie sono facili da installare, il che li rende adatti per applicazioni con spazi limitati o che richiedono un'installazione rapida.
IV. Differenze nell'aspetto e nel cablaggio
1. Aspetto e cablaggio delle termocoppie
La testa di una termocoppia solitamente non presenta una variazione significativa di diametro perché la sua giunzione calda entra direttamente in contatto con il mezzo, eliminando la necessità di ulteriori elementi di rilevamento della temperatura. La scatola di giunzione contiene generalmente due o quattro fili (per termocoppie doppie). I fili di compensazione hanno polarità positiva e negativa e devono essere collegati correttamente per evitare errori di misurazione.
2. Aspetto e cablaggio dei termometri a resistenza al platino
I termometri a resistenza al platino di tipo-montato su superficie-hanno un cuscinetto distinto sulla testa, che ha un design unico per uno stretto contatto con la superficie misurata. Il cablaggio viene solitamente instradato attraverso i fori sul tubo protettivo e generalmente è costituito da due o tre fili (sistema a filo singolo o tre-) per compensare gli errori di resistenza del filo. Le termoresistenze al platino non richiedono la distinzione tra polarità positiva e negativa perché il loro principio di funzionamento si basa sulle variazioni del valore di resistenza piuttosto che sulla forza elettromotrice.
V. Riepilogo
Le termocoppie attive con scatola di giunzione montata su flangia-e le termoresistenze al platino di tipo-pad{2}}montate su superficie presentano differenze significative nella struttura, nel principio di funzionamento, negli scenari applicativi, nell'aspetto e nel cablaggio. Le termocoppie sono adatte per applicazioni di misurazione di alte-temperature che richiedono installazione fissa e risposta rapida, mentre i termometri a resistenza al platino di tipo-montato su superficie-sono adatti per applicazioni che richiedono misurazioni ad alta-precisione delle temperature delle superfici solide. Nelle applicazioni pratiche, il sensore appropriato dovrebbe essere selezionato in base alle esigenze specifiche. Comprendendo le caratteristiche strutturali e i principi di funzionamento di questi due sensori, è possibile comprendere meglio i loro scenari applicativi, fornendo così soluzioni più accurate e affidabili per la misurazione della temperatura industriale.
