Termocoppie

Tipo K, tipo J, tipo N: l’elenco dei tipi di termocoppie sembra un gruppo di lettere dell’alfabeto. E man mano che la tecnologia migliora e i produttori offrono più opzioni può essere difficile tenere traccia di tutti i vari nomi e classificazioni. Questo articolo descrive gli 11 tipi di termocoppie industriali più comuni.

Le termocoppie rappresentano i dispositivi più comuni utilizzati nelle industrie e nelle applicazioni per la misura della temperatura. Questi sonde di temperatura elettriche sono costituite da due fili di metalli dissimili uniti tra loro nel punto di misura, noto anche come giunto caldo. A causa delle differenze di elettronegatività dei due metalli, le variazioni di temperatura nel giunto caldo generano una differenza di tensione all’altra estremità dei fili, chiamata punto di connessione o giunto freddo. (Questo video fornisce maggiori dettagli su cosa sono le termocoppie e come funzionano).

Le tipologie di termocoppie

Ciò che differenzia una termocoppia da un’altra è il metallo con sui sono realizzati i suoi due fili: il conduttore positivo e quello negativo. Poiché ogni tipo di termocoppia ha un diverso accoppiamento, essi differiscono per i limiti di temperatura, le condizioni di processo (inerti, ossidanti, atmosfere riducenti, forti vibrazioni), e così via. Ma quanti tipi di termocoppie esistono?

Il numero esatto non è facile da individuare. Aumenta man mano che i produttori sviluppano nuove composizioni/accoppiamenti e che le organizzazioni per le omologazioni li riconoscono, e diminuisce man mano che alcuni tipi di termocoppie perdono il loro favore e diventano obsolete. Poi ci sono le termocoppie con nomi diversi, ma sono solo variazioni leggermente diverse degli stessi accoppiamenti.

Ma ciò che possiamo tranquillamente affermare è che esistono due gruppi base di termocoppie. Uno utilizza materiali come il ferro, il nichel, il rame e il cromo (metalli base che producono alte tensioni termoelettriche quando sono accoppiati). L’altro gruppo utilizza metalli nobili più costosi come rodio, platino, renio e tungsteno, che vengono utilizzati a temperature molto più elevate.

Convenzioni per la denominazione delle termocoppie

La maggior parte delle termocoppie hanno solo nomi di lettere e le denominazioni sembrano essere arbitrarie. In altre parole, le lettere non corrispondono al simbolo chimico del metallo dominante, né le diverse tipologie sono stati standardizzate in ordine alfabetico. L’American National Standards Institute (ANSI) e l’American Society for Testing and Materials (ASTM) accreditata dall’ANSI elenca nove tipi principali di termocoppie: B, E, J, K, N, R, S, T e C.

L’unica eccezione alle denominazioni arbitrarie sono le termocoppie che contengono tungsteno, il cui simbolo chimico è W, e il renio. Il numero che segue la W indica quanto renio si trova nel conduttore positivo. Ad esempio, il tipo W5 indica che il conduttore positivo è composta dal 95% di tungsteno e dal 5% di renio. Se non c’è un numero, non c’è renio nel conduttore positivo. Le termocoppie in tungsteno sono quelle che hanno il limite di temperatura più alto di tutte: fino a 2.320°C.

Mentre la maggior parte delle termocoppie hanno un solo nome, queste tre tipologie al tungsteno ne hanno più di uno:

  • Tipo W5 o tipo C
  • Tipo W3 o tipo D
  • Tipo WR o tipo W o tipo G

Tipologia di termocoppie, composizioni e applicazioni

Quindi, quanti tipi di termocoppie esistono? La risposta rapida è “almeno 11”. I più comuni sono K, J, N, E, N, E e T; quelli con metalli base meno costosi. Ecco una guida rapida a tutti i tipi di termocoppie WIKA disponibili.

TipoMateriali (elencati per ordine di conduttore positivo)Temperatura massimaApplicazioni tipiche
K

Chromel (NiCr)
Alumel (NiAl)

1.260 °C
raffinerie
J

Ferro (Fe)
Costantana (CuNi) 

760 °C Stampaggio a iniezione
N

Nicrosil (NiCrSi)
Nisil (NiSi) 

1.260 °C Raffinerie, petrolchimica
E

Chromel (NiCr)
Costantana (CuNi) 

870 °C Centrali elettriche
T

Rame (Cu)
Costantana (CuNi) 

370 °C Criogenia, congelatori, produzione alimentare
R

Platino – 13% Rodio

Platino 

1.480 °C Unità di recupero dello zolfo
S

Platino – 10% Rodio
Platino 

1.480 °C Forni ad alta temperatura, biotecnologia, farmaceutica, laboratori
B

Platino – 30% Rodio
Platino – 6% Rodio 

1.700 °C Produzione del vetro
WR* (G)

Tungsteno
Tungsteno – 26% Renio 

  
W3 (D)

Tungsteno – 3% Renio
Tungsteno – 25% Renio

2.320 °CSemiconduttori, solare, aerospaziale
W5 (C)

Tungsteno – 5% Renio
Tungsteno – 26% Renio

  

* noto anche come Tipo W

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