Come testare la qualità di una termocoppia di tipo K

Una termocoppia di tipo K viene sottoposta a un rigoroso processo di test in più-fasi per garantire che sia affidabile, precisa e sicura in ambienti industriali difficili. Questa valutazione completa include in genere le seguenti procedure chiave: in primo luogo, un'ispezione visiva approfondita per verificare la presenza di danni fisici, corrosione (in particolare marciume verde), saldatura corretta sulla giunzione calda, isolamento intatto e corretta codifica a colori sui fili o sulla guaina; in secondo luogo, test di resistenza di entrambe le gambe (nichel positivo-cromo e nichel negativo-alluminio-silicio) a temperatura ambiente per verificare la conformità ai valori standard e rilevare rotture o degrado; terzo, test della resistenza di isolamento (utilizzando un megaohmmetro alla tensione specificata, in genere 500 V CC) per confermare l'elevata rigidità dielettrica tra i conduttori e la guaina, garantendo l'assenza di perdite o cortocircuiti in condizioni di alta-temperatura o umidità; quarto, verifica del potenziale termoelettrico immergendo la giunzione calda in un bagno a temperatura nota (ad esempio, punto del ghiaccio a 0 gradi e acqua bollente a 100 gradi) misurando al contempo il segnale in millivolt in uscita rispetto alle tabelle di riferimento standard di tipo K per confermare l'accuratezza e la linearità della calibrazione; e infine,-confronto sul posto o convalida in-situ rispetto a un termometro di riferimento certificato o a un altro sensore calibrato in condizioni operative effettive per rilevare deriva, isteresi o influenze ambientali. Altri test sofisticati possono comportare il controllo della polarità, la misurazione del tempo di reazione al calore e il controllo della stabilità a lungo termine. Gli utenti possono scoprire in modo affidabile se una termocoppia di tipo K soddisfa gli standard prestazionali, rimane entro limiti di tolleranza accettabili ed è sicura da usare in applicazioni importanti come forni, reattori e sistemi di generazione di energia eseguendo questi test in modo sistematico.




I. Controllo visivo e di connessione di base



Controlla guardando



Controllare la sonda della termocoppia per eventuali segni di ossidazione, corrosione, distorsione o tubi protettivi danneggiati.



Controllare la scatola di giunzione per eventuali segni di corrosione o danni causati dall'acqua e cercare cavi rotti o bruciati.



La prova di agitazione



Muovere delicatamente i cavi e i connettori. Se il valore misurato fluttua improvvisamente, potrebbe esserci una crepa all'interno o un collegamento allentato.







II. Test di circuito e resistenza utilizzando un multimetro



Misurazione della resistenza del circuito (gamma Ω)



Impostare il multimetro sull'intervallo di resistenza (entro 200 Ω) e controllare la resistenza tra i due fili centrali.



Intervallo normale: da 1 a 50 Ω, a seconda della lunghezza e dello spessore del filo. Condizioni strane: se vedi "OL" o infinito, significa che il circuito è aperto. Se la resistenza è molto alta significa che c'è una cattiva connessione o una rottura parziale.



Test della resistenza di isolamento (nell'intervallo MΩ)



Per scoprire come funziona l'isolamento tra gli elettrodi e il tubo protettivo, utilizzare un tester di isolamento o un multimetro ad alta resistenza.



Condizioni per il test: 60 secondi di tensione continua a 500 V.



Standard Passato/Fallito: a temperatura ambiente, dovrebbe essere almeno 100 MΩ (o 20 MΩ per il tipo corazzato). Se è inferiore a 10 MΩ, esiste il rischio di perdite.







III. Controllo dell'uscita del potenziale termoelettrico (intervallo mV)



Prima della misurazione della compensazione della giunzione fredda



Impostare il multimetro sull'intervallo dei millivolt (mV) e collegarlo direttamente ai terminali della termocoppia, assicurandosi che la polarità sia corretta.



Test di eccitazione per differenza di temperatura



Utilizzare una tazza di acqua calda (60–80 gradi) o un accendino per riscaldare i terminali di misurazione (ma non superare l'intervallo) e osservare il cambiamento del valore mV:



All'aumentare della temperatura, anche il valore mV dovrebbe aumentare.



La lettura in mV dovrebbe diminuire quando la temperatura scende.



Controlla che l'uscita sia vicina al valore teorico (circa 4,096 mV a 100 gradi) osservando la tabella di calibrazione della termocoppia di tipo K-.



Trovare la causa di un'anomalia



Valore mV pari a 0 e nessuna variazione → Potrebbe trattarsi di un circuito aperto o di un cortocircuito;



Il valore mV cambia molto o non cambia con la temperatura, il che significa cattivo contatto interno o rottura del materiale.







IV. Metodo per sostituire gli strumenti sul-sito e confrontarli



Puoi collegare la termocoppia che ritieni sia rotta a uno strumento di visualizzazione che sai funzionare oppure puoi sostituire il sensore originale con una nuova termocoppia dello stesso modello.



La termocoppia originale è rotta se la lettura del sistema torna alla normalità.



Nota: per evitare di ottenere una diagnosi errata, assicurarsi che il tipo di cavo di compensazione sia corretto e che la polarità sia corretta.







V. Calibrazione e test professionali (consigliati per l'uso regolare)



È meglio inviare la termocoppia a un istituto di metrologia per la calibrazione standard se verrà utilizzata in situazioni importanti. Le cose nella lista sono:



Stabilità del potenziale termoelettrico (utilizzando il metodo di confronto multi-punto);



Resistenza al calore;



È tempo di rispondere;



Quanto è precisa la compensazione della giunzione fredda?



JJF 1637-2017 "Specifiche di calibrazione per termocoppie di metalli base" afferma che i criteri di approvazione sono i seguenti:



La deviazione delle caratteristiche termoelettriche non supera il livello di tolleranza massimo consentito (ad esempio, tipo Classe II K, tolleranza accettabile ±2,5 gradi a 400 gradi). La resistenza di isolamento ad alta temperatura deve essere almeno 1MΩ.