Guida rapida sulla scelta della sonda per le misure di processo su tubazioni con flussi

Differenze nei tempi di risposta tra termoresistenze e termocoppie

Prima di andare ad analizzare le tipologie costruttive delle sonde di temperatura, è importante sottolineare che già la tipologia dell’elemento sensibile influisce significativamente sui tempi di risposta.

Termoresistenze (Pt100 o Pt1000)

• Offrono un’elevata precisione e stabilità nel tempo, ma la loro massa termica superiore (come elemento sensibile) comporta tempi di risposta generalmente più lenti.
• Tipici per misurazioni stabili e precise in applicazioni che non richiedono una reazione rapida.

Termocoppie (Tipo K)

• Essendo più piccole a livello di massa e con giunzioni termiche dirette, hanno una risposta più rapida ai cambiamenti di temperatura.
• Sono ideali per processi con variazioni termiche rapide o applicazioni ad alte temperature.

Queste differenze caratterizzanti devono essere tenute in considerazione quando si sceglie la tipologia di sensore e la configurazione della sonda, poiché influenzano direttamente le prestazioni di misura.

Tempi di risposta e confronto tra configurazioni di sonde possibili per applicazioni su tubazioni

Sonde a fascetta per rilevazioni su tubazioni o corpi cilindrici (Termoresistenza ASPT-S o Termocoppia ASTC-S)

Vantaggi

• tempi di risposta rapidi, grazie al contatto e accoppiamento diretto con la superficie del tubo (no tubazioni verniciate o con trattamenti superficiale), sono particolarmente reattive alle variazioni di temperatura, con tempi tipici di 5-15 secondi;
• installazione semplice, non richiedono modifiche strutturali alla tubazione;
• adatte per applicazioni temporanee o di monitoraggio rapido.

Svantaggi

• sensibilità alla modalità del montaggio: un cattivo contatto termico o un isolamento termico inadeguato può causare letture imprecise (esempio, tubazioni con vernici isolanti);
• non sono protette da fattori esterni come le sonde con pozzetto termometrico.

Sonde con pozzetto termometrico (Termoresistenza con testa ASPT-H o Termocoppia con testa ASTC-H con Pozzetti da barra ASTW)

Vantaggi

• protezione della guaina del sensore, ideali per installazioni in ambienti gravosi, dove il fluido di processo potrebbe danneggiare direttamente il sensore;
• maggiore stabilità delle letture grazie all’inerzia termica, sono meno suscettibili a variazioni rapide o fluttuazioni;
• manutenzione facilitata; il sensore di temperatura può essere sostituito senza svuotare o interrompere il processo.

Svantaggi

• tempi di risposta più lenti; l’inerzia termica introdotta dal pozzetto e dal fluido riempitivo porta a tempi di risposta tipici di 20-40 secondi;
• richiedono modifiche strutturali; la loro installazione necessita di un manicotto o di un’apertura (filettata o a saldare) predisposta nella tubazione.

Sonde con isolamento in MgO, ossido di magnesio (Termoresistenza ASPT-W o Termocoppia ASTC-W)

Vantaggi

• ottimo compromesso tra velocità e robustezza; l’isolamento in MgO garantisce una rapida risposta termica (simile alle sonde a fascetta) e allo stesso tempo protegge il sensore da shock meccanici e vibrazioni;
• elevata resistenza termica; perfette per alte temperature fino a 1600 °C in base al tipo di termocoppie e al tipo di materiale della guaina esterna, garantendo anche una discreta stabilità e precisione;
• versatilità; possono essere utilizzate sia in immersione (con o senza pozzetto) che come sonde superficiali, a seconda della geometria di costruzione.

Svantaggi

• sensibilità all’installazione; se utilizzate senza pozzetto, richiedono un montaggio con un’idonea profondità di immersione per garantire un buon contatto termico;
• limitata protezione diretta; senza l’uso di un pozzetto sono più esposte nel tempo a danni chimici o meccanici.

In sintesi, la scelta del tipo e modello di sensore dipende dalle esigenze specifiche dell’applicazione:

• per tempi di risposta rapidi e semplicità di montaggio, le sonde a fascetta sono la scelta ideale, ma richiedono una buona installazione;
• per applicazioni in ambienti gravosi o dove è necessaria una buona protezione, le sonde con pozzetto offrono maggiore affidabilità agli shock del processo a scapito della velocità di risposta;
• le sonde con isolamento in MgO rappresentano un buon compromesso tra velocità, resistenza e versatilità, rendendole particolarmente adatte per applicazioni che richiedono prestazioni elevate senza modifiche strutturali significative.