Che cos’è e come funziona il pirometro

il pirometro

Il pirometro è uno strumento che serve per la misurazione industriale di elevate temperature, quali quelle delle fiamme e dei corpi incandescenti. Trova largo impiego nell’industria termotecnica ed in particolare nella produzione e nei trattamenti termici dei metalli e loro leghe, nell’industria ceramica, ecc.

In base al principio di funzionamento i pirometri si dividono nelle due classi dei pirometri elettrici e dei pirometri ottici; si chiamano pirometri  anche quegli strumenti capaci di dare soltanto indicazioni approssimate sull’uguaglianza o disuguaglianza di due temperature elevate, strumenti questi ultimi che sono più propriamente dei giroscopi i principali tipi dei quali sono rappresentati dal pirometro di Wedgwood e dai coni di Seger.

Il pirometro di Wedgwood o pirometro ad argilla ha trovato a suo tempo quasi esclusivo impiego per il controllo della cottura delle ceramiche e consta di un cilindretto di argilla disidratata mobile in un foro cuneiforme praticato in un elemento verticale graduato; quanto piú elevata è la temperatura dell’ambiente in cui viene posto tanto maggiore è la contrazione del cilindretto e pertanto l’entità del suo spostamento nel foro è funzione di detta temperatura.

I coni di Seger consistono in una serie di piccoli coni (anche piramidi) preparati con varie composizioni di argilla e miscele di ossidi, ciascuna portante un numero corrispondente al punto di fusione noto; il cono n. 1 fonde a circa 1150 °C ed il cono n. 42 a circa 2015 CC, con approssimazione di circa 25.

In pratica si mette nell’ambiente di cui si vuole misurare la temperatura una serie di alcuni coni in ordine di numero e le cui temperature di fusione siano all’incirca quelle previste per l’ambiente stesso. La temperatura di questo è fornita dal cono a numero piú elevato, la cui punta si sia piegata a causa del calore.

I pirometri elettrici

Sono i piú usati ed hanno il vantaggio di permettere l’osservazione dei dati a qualsiasi distanza dall’ambiente la cui temperatura è in esame, mettendo gli indicatori in posizione comodamente accessibile ed eventualmente centralizzata, in modo da consentire l’istantanea conoscenza della temperatura di vari punti comunque distanti. Si distinguono essenzialmente in pirometri a resistenza, basati sulla variazione della resistenza elettrica dei conduttori metallici in funzione della temperatura, ed in pirometri termoelettrici, o coppie termoelettriche, il cui funzionamento è basato sul principio fisico secondo il quale, se si riscalda il punto di saldatura di due elementi metallici diversi ed i cui estremi rimangono freddi, si genera una forza elettromotrice la cui entità è funzione della differenza di temperatura tra il punto riscaldato ed il punto freddo.

I pirometri a resistenza sono assai precisi, si usano per la misura di temperature fino a 1000 CC circa e sono sostanzialmente formati da un ponte di Wheatstone, un ramo del quale è costituito da una resistenza (spirale di platino protetta da una guaina di quarzo), che viene posta nell’ambiente la cui temperatura si vuole misurare, mentre il galvanometro viene sostituito da un indicatore la cui scala è tarata in gradi centigradi in modo da permettere la lettura diretta. La resistenza della spirale di platino è di circa 100 ohm a O OC e varia di circa 1 ohm ad ogni variazione di temperatura di 2,5C. Il tipo di protezione della resistenza termoelettrica varia in funzione dell’ambiente in cui va posta.

Per gli impianti centralizzati si usa un solo indicatore per le resistenze sistemate nei vari punti, indicatore al quale mediante un commutatore si possono inserire a volontà le diverse resistenze allo stesso collegate. La distanza massima tra resistenza e strumento indicatore può superare i 1000 m. con adatti conduttori, mentre la corrente continua necessaria al funzionamento può essere fornita dalla rete attraverso un raddrizzatore oppure da una batteria di accumulatori. I pirometri termoelettrici servono per temperature comprese entro limiti assai vasti, che dipendono dalla natura dei due diversi metalli che compongono le coppie. Per temperature fino a 500 CC si usano le coppie rame-costantana; fino agli 800, ferro-costantana; fino ai 1300 coppie cromel (90% nichelio, 10% cromo), alumel (95% nichelio, 5% alluminio); fino ai 1600 platino-platinorodio; fino ai 2000 iridio-iridiorutenio. I fili che collegano il punto saldato (giunto caldo) allo strumento indicatore costituito da un galvanometro, millivoltmetro o potenziometro, sono isolati perfettamente: il giunto caldo è dotato di una robusta protezione in acciaio, porcellana, ecc..

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