Con una corretta installazione e condizioni normali, le termocoppie possono essere affidabili per garantire un servizio senza problemi e una lunga durata. Occasionalmente, tuttavia, possono verificarsi difficoltà derivanti da un’applicazione o un funzionamento improprio. Questa breve guida serve ad aiutare gli utenti delle termocoppie a ottenere la precisione e l'economia per cui vengono prodotte le leghe per termocoppie.
Protezione delle termocoppie in servizio
Evaporazione, diffusione, ossidazione, corrosione e contaminazione inducono la deriva della forza elettromotrice (EMF) a causa del loro effetto sulla composizione delle leghe termocoppie. Per quanto questi fattori ambientali siano distruttivi per tutti i materiali comuni delle termocoppie, è essenziale che venga fornita una protezione adeguata ogni volta che si verificano condizioni avverse. In molte applicazioni, questo requisito può essere soddisfatto utilizzando la struttura dell'unità con guaina.
Se si utilizzano termocoppie a filo nudo, i termoelementi devono essere installati correttamente in tubi di protezione adeguati. Quando gli interni di tali tubi sono puliti e privi di oli contenenti zolfo, rifratture, ecc.—e quando sono del corretto rapporto diametro-lunghezza per consentire un’adeguata ventilazione all’interno—, servono a superare in modo ammirevole gli effetti nocivi di un’atmosfera corrosiva.
Utilizzare il filo della più grande dimensione pratica
È generalmente vero che le termocoppie di calibro pesante sono più stabili alle alte temperature rispetto alle loro controparti di calibro più fine. In molte applicazioni, tuttavia, una termocoppia di livello elevato non soddisfa i requisiti di flessibilità, risposta rapida, geometria dell'apparecchiatura e simili. Un compromesso deve quindi essere compromesso tra la stabilità a lungo termine di dimensioni pesanti e una maggiore versatilità delle termocoppie più piccole. Laddove la stabilità alle alte temperature sia una considerazione sostanziale, utilizzare il filo di dimensioni pratiche più grandi in linea con gli altri requisiti del lavoro.
Installare la termocoppia in una posizione corretta
La posizione selezionata per l'installazione della termocoppia deve garantire che le temperature misurate siano rappresentative dell'apparecchiatura o del mezzo. L'impingement diretto della fiamma sulla termocoppia, ad esempio, non fornisce una temperatura rappresentativa.
Fornire una profondità di immersione sufficiente
Poiché il calore condotto lontano dalla giunzione “calda” fa sì che la termocoppia indichi una temperatura inferiore, fornire una profondità di immersione sufficiente della termocoppia nel mezzo misurato per ridurre al minimo il trasferimento di calore lungo il tubo di protezione. Di norma, deve essere utilizzata un’immersione minima di 10 volte il diametro esterno della provetta di protezione.
Evitare di modificare la profondità di immersione
In determinate condizioni, le disomogeneità possono gradualmente svilupparsi in una coppia di fili di termocoppia a causa di ossidazione, corrosione, evaporazione, contaminazione o alterazioni metallurgiche. Un cambiamento della profondità di immersione, che sposta tale filo disomogeneo in una zona con gradiente di temperatura ripida, può alterare l'uscita della termocoppia e produrre letture errate. Pertanto, evitare di modificare la profondità di immersione di una termocoppia dopo che è stata in servizio.
Riconoscere l’effetto dei cicli di riscaldamento
Per la massima precisione, è necessario utilizzare una termocoppia per controllare solo una singola temperatura o temperature successivamente più elevate. Per vari motivi, tuttavia, questa procedura non può essere sempre seguita. In molte installazioni, le termocoppie attraversano continuamente una vasta gamma di temperature, con risultati del tutto adeguati.
Gli errori derivanti dal riscaldamento ciclico sono analoghi a quelli generati dalle variazioni di immersione e possono variare da due o tre gradi Fahrenheit per le termocoppie in buone condizioni, a molti gradi per le coppie mal corrose. Pertanto, il tipo di ciclo di riscaldamento e le condizioni della termocoppia influiscono reciprocamente sulla precisione ottenibile in una posizione specifica. Se non è possibile evitare il riscaldamento ciclico, utilizzare termocoppie in condizioni ottimali per la massima precisione.
Stabilire un programma di manutenzione preventiva
Le termocoppie, i tubi di protezione e i circuiti dei cavi di prolunga devono essere controllati regolarmente. L’esperienza determina in gran parte la frequenza dell’ispezione, ma una volta al mese è solitamente sufficiente.
Controllare i circuiti dei cavi di prolunga accertandosi che soddisfino i requisiti di resistenza esterna stabiliti. I tubi di protezione danneggiati o bruciati devono essere sostituiti per evitare danni alla termocoppia.
Le termocoppie devono essere controllate in posizione, se possibile. Se è necessario rimuovere la termocoppia, reinserirla alla stessa profondità o più a fondo per evitare errori derivanti dal posizionamento di un segmento disomogeneo di filo in un gradiente di temperatura ripido.