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
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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 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
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Ulteriori informazioni sulla gamma di trasmettitori di temperatura e soluzioni per il condizionamento del segnale di PR electronics sono disponibili qui.

 

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