Assemblaggio dei sensori di temperatura
Misurare e controllare con precisione la temperatura è indispensabile per diversi motivi, ad esempio per garantire sicurezza, stabilità dei materiali, ottimizzazione del rendimento e qualità; la temperatura è il valore più diffusamente misurato in tutti i processi.
A seconda dell'applicazione, generalmente per misurare la temperatura in ambito industriale si utilizzano termocoppie o sensori RTD ma si può ricorrere anche ad altri tipi di sensori come i termistori, i sensori a IR e i dispositivi a semiconduttore.
Le termocoppie e i sensori RTD sono intrinsecamente fragili e sensibili sia alle sollecitazioni meccaniche che alle interferenze elettriche.
Poiché i sistemi di controllo industriali si basano su segnali di ingresso stabili e precisi, privi di disturbi e di interferenze esterne, è opportuno proteggere i sensori di temperatura dalle forze esterne presenti nel punto di misura, come la pressione o le vibrazioni.
Generalmente per proteggere i sensori di temperatura si inserisce il fragile elemento sensibile in una guaina protettiva, per poi riempire il tutto con polvere di ceramica: il sensore così è protetto dalle vibrazioni e dagli elementi di processo potenzialmente aggressivi che possono danneggiarlo.
 |
 |
| Sensore Pt100 con guaina in acciaio inox e fili di collegamento volanti | Sensori a termocoppia con guaina in acciaio inox e collegamenti a spina |
Per completare l'assemblaggio di un sensore di temperatura, di solito gli si applica una testa di connessione che permette di collegare i fili del sensore a una morsettiera o a un trasmettitore di temperatura. Esistono diversi tipi di teste di connessione, adatte a diverse applicazioni e al fatto che il sensore venga utilizzato in una zona pericolosa oppure no. Se si installa un trasmettitore di temperatura in una zona pericolosa, è necessario anche che sia certificato ATEX.
Selezione dei tipi di teste standard
Per concessione di www.kp-as.com
I sensori utilizzati nel controllo dei processi industriali devono essere realizzati con materiali specifici e avere determinati sistemi di collegamento; le dimensioni devono essere adeguate alle singole applicazioni. Esistono moltissimi assemblaggi di sensori standard personalizzabili in base alle esigenze del processo al quale sono destinati.
 |
 |
 |
| Sensore di temperatura con testa di connessione per il collegamento di un trasmettitore | Sensore di temperatura con collegamento filettato | Sensore di temperatura per il settore alimentare |
| Per concessione di www.kp-as.com |
I trasmettitori di temperatura "montati in testa" vengono spesso installati all'interno della testa di connessione. Il trasmettitore amplifica il debole segnale proveniente dal sensore e permette di inviare al sistema di controllo un segnale preciso e stabile. I trasmettitori di temperatura isolati sono consigliabili perché migliorano ulteriormente la qualità del segnale filtrando i disturbi e le interferenze elettromagnetiche.
Tra gli altri vantaggi dei trasmettitori di temperatura segnaliamo la capacità di linearizzare il segnale e l'opzione di inserire un display, come nel caso del trasmettitore da campo 7501.
In alternativa si può installare una morsettiera sulla testa di connessione e inviare il segnale del sensore a un trasmettitore di temperatura su guida DIN. In questo caso è necessario prestare particolare attenzione alle interferenze indotte e al degrado del segnale, che spesso si riscontrano quando i cavi tra il sensore e il trasmettitore di temperatura sono molto lunghi.
 |
 |
 |
| Trasmettitore di temperatura a 2 fili PR 5437A HART 7 montato in testa | Trasmettitore di temperatura a 2 fili PR 6337A HART su guida DIN | Trasmettitore di temperatura PR 7501 HART da campo |
Sono disponibili anche dei trasmettitori che si integrano facilmente in schemi di tipo fieldbus e digitali, come HART, Foundation Fieldbus, Profibus e IO-Link. Il trasmettitore PR 5350 montato in testa e i trasmettitori PR 6350 montati su guida DIN supportano i protocolli Foundation Fieldbus e Profibus PA nello stesso dispositivo, mentre i PR 5335, 5337, 5437, 6335, 6337 e 6437 sono trasmettitori di temperatura HART.
Anche se questi gruppi di sensori si possano utilizzare direttamente, le applicazioni industriali spesso richiedono sensori di temperatura facilmente sostituibili o prevedono l'inserimento in posizioni difficilmente accessibili o l'esposizione a pressioni e portate che possono causare danni.
Nei serbatoi di stoccaggio e nelle tubazioni, ad esempio, i sensori di temperatura devono essere facilmente sostituibili senza perdite di materiale di processo e senza svuotare il sistema. Questo problema si risolve ricorrendo a pozzetti termometrici o sacche termiche.
I pozzetti termometrici si utilizzano per proteggere i sensori di temperatura dai danni causati da pressione eccessiva, alte portate ed effetti della corrosione. Consentono inoltre di sostituire il sensore senza svuotare il sistema o il processo. I pozzetti termometrici per applicazioni ad alta pressione generalmente sono lavorati dal pieno, per garantirne l'integrità. I pozzetti termometrici destinati ad ambienti a bassa pressione possono essere realizzati con dei tubi ai quali viene chiusa un'estremità mediante saldatura. Normalmente il pozzetto termometrico viene avvitato o saldato sul processo. Dopodiché si inserisce il sensore nel pozzetto termico e lo si fissa.
In base all'applicazione, il pozzetto termometrico deve avere caratteristiche tali da soddisfare le esigenze tecniche del processo.
 |
 |
 |
| Pozzetto termometrico ricavato dal pieno con collegamento filettato | Pozzetto termometrico costruito con collegamento filettato | Barra saldata in pozzetto termometrico |
| Per concessione di www.kp-as.com |
Ulteriori informazioni sulla gamma di trasmettitori di temperatura e soluzioni per il condizionamento del segnale di PR electronics sono disponibili qui.
