Le termocoppie sono strumenti di misurazione della temperatura estremamente elementari che si fondano sull’effetto Seebeck, per cui, in un circuito costruito da conduttori metallici o semiconduttori, viene generata elettricità in presenza di una differenza di temperature.
La scoperta di un semplice fenomeno termoelettrico ha portato alla costruzione di uno degli strumenti di misurazione delle temperature più semplici, efficaci e impiegato di sempre.
Termometro liquido o termocoppia?
Il termometro liquido corrisponde, nell’immaginario collettivo, al prototipo del termometro: un tubicino con al suo interno un liquido, spesso mercurio, particolarmente termosensibile, e una scala graduata posta a fianco.
Esso permette di leggere temperature in un range massimo di -38°C e +350°C circa, sebbene i più noti esemplari, per esterno o per uso medico, solitamente si muovono entro un range molto più limitato, che va dai circa -20°C ai +50°C.
I termometri liquidi sono estremamente economici, motivo per cui se l’obiettivo è unicamente quello di avere uno strumento che permette, in maniera approssimativa, di sapere la temperatura climatica o misurare, ad esempio, la temperatura corporea, rappresentano ancora oggi la scelta più popolare.
Questi, tuttavia, presentano limitazioni non indifferenti laddove si richiedesse una misurazione più precisa: la misurazione, infatti, è limitata dall’attrito del mercurio con la superficie interna del tubicino e questo comporta che, a parità di temperatura, il termometro non darà mai la stessa misurazione in quanto vi sono numerosissimi fattori che sono coinvolti nell’aumento del livello del liquido in rapporto alla scala graduata.
Non a caso, dunque, non appena furono inventate le prime termocoppie, queste si diffusero immediatamente sia in ambiente industriale che nei laboratori di tutto il mondo.
Termocoppie: i vari tipi
Le termocoppie vengono classificate in base al materiale delle due sonde di cui sono composte. In base alla lega metallica impiegata, infatti, viene a definirsi anche il range di temperatura che la termocoppia può misurare.
È necessario non superare mai le temperature minime o massime altrimenti le proprietà elettromagnetiche della termocoppia vengono alterate e questa, semplicemente, smette di funzionare. L’alterazione delle proprietà elettromagnetiche delle sonde, difatti, va a modificare permanentemente la calibrazione dell’apparecchio, con la conseguenza di renderlo di fatto inutilizzabile.
Le 3 tipologie di termocoppie più note sono:
· Termocoppia di tipo K
La termocoppia di tipo K presenta due sonde in lega di nickel: quella che si carica negativamente è costituita da Nickel-Alluminio; quella che si carica positivamente è costituita da Nickel-Cromo.
Si tratta della termocoppia più diffusa in quanto di facile calibrazione e capace di abbracciare temperature che vanno dai -200°C ai +1250°C. Ciò la rende particolarmente indicata per l’applicazione industriale, per quanto non sia adatta a misurare le temperature delle acciaierie. L’acciaio, infatti, fonde a temperature tra i 1370°C e i 1536°C.
· Termocoppia di tipo J
La termocoppia di tipo j è costituita da una sonda di Ferro (sonda che si carica positivamente) e da una sonda in lega di Rame e Nickel (sonda che si carica negativamente). Questo tipo di termocoppia può misurare temperature tra l’intervallo -20°C e +750°C, rendendola meno impiegata della termocoppia di tipo k.
Nonostante questo, rappresenta comunque la prima scelta nel caso di ambienti particolarmente ossidanti o a vuoto, in quanto le due sonde sono di gran lunga più resistenti a quelle di tipo K.
· Termocoppia di tipo T
Questa tipologia di termocoppia è tra le più usate nei termometri a sonda alimentari. Presenta, infatti, due sonde, una in Rame (sonda che si carica positivamente) e una in lega di Rame e Nickel (sonda che si carica negativamente).
L’intervallo di temperatura misurabile va da -200°C a +350°C. La cosa che la rende perfetta per i termometri a sonda alimentari è la resistenza delle due sonde ad ambienti umidi, ossidanti, riducenti e con presenza di gas inerti.
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