Termocoppia con uscita cavo Modello TC40

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1 Misura di temperatura elettrica Termocoppia con uscita cavo Modello TC40 Applicazioni Per installazione diretta nel processo Costruzione di macchine Motori Cuscinetti Tubazioni e serbatoi Caratteristiche distintive Campi di applicazione da C Per inserzione, installazione tramite l'attacco al processo opzionale Cavo in PVC, silicone, PTFE o fibra di vetro Versioni per aree pericolose Ex i, Ex n e NAMUR NE24 Elevata resistenza meccanica Descrizione Termocoppia con uscita cavo modello TC40 Le termocoppie con uscita cavo sono particolarmente idonee per le applicazioni nelle quali l'estremità metallica del sensore viene inserita direttamente in fori (es. componenti di macchine) o direttamente nel processo, per qualsiasi applicazione con fluidi non aggressivi o abrasivi. Per il montaggio in un pozzetto, si raccomanda l'utilizzo di un raccordo a compressione con molleggio, che è necessario affinché la punta del sensore sia a contatto con il fondo del pozzetto. In caso contrario, un forza eccessiva potrebbe essere esercitata sull'estremità della sonda, causandone il danneggiamento. Nella versione standard i sensori sono costruiti senza gli attacchi al processo. Possono essere impiegati elementi di serraggio come raccordi filettati, dadi, ecc. Scheda tecnica WIKA TE /2011 Pagina 1 di 10

2 Sensore Tipo di sensore Modello Temperatura operativa max. raccomandata K (NiCr-Ni) 1200 C J (Fe-CuNi) 800 C E (NiCr-CuNi) 800 C T (Cu-CuNi) 400 C N (NiCrSi-NiSi) 1200 C Tipo E Classe Campo di temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte C ±1,5 C C ±0,0040 t 1) C ±2,5 C C ±0,0075 t 1) Il campo di applicazione attuale di queste sonde è limitato sia dalla massima temperatura ammessa della termocoppia e dalla guaina della sonda, sia dalla massima temperatura ammessa dal materiale del pozzetto termometrico. Se la temperatura misurata è maggiore della temperatura ammessa sul punto di accesso del cavo, la distanza tra il giunto di transizione del cavo e la temperatura critica deve essere adattata di conseguenza aumentando la lunghezza del sensore. Tipo T Classe Campo di temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte C ±0,5 C C ±0,0040 t 1) C ±1,0 C C ±0,0075 t 1) Le termocoppie elencate sono disponibili sia singole che doppie. La termocoppia viene fornita con un punto di misura isolato, a meno che non venga altrimenti specificato. Valore di tolleranza Per la definizione della deviazione limite delle termocoppie, viene considerata una temperatura del giunto freddo di 0 C. Tipo K Tipo N Classe Campo di temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte C ±1,5 C C ±0,0040 t 1) C ±2,5 C C ±0,0075 t 1) 1) t è il valore della temperatura in C senza rispettare il segno. 2) Vale il valore maggiore Classe Campo di temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte C ±1,5 C C ±0,0040 t 1) C ±2,5 C C ±0,0075 t 1) ISA (ANSI) MC Standard C ±2,2 C o 2) ±0,75 % Particolarità C ±1,1 C o 2) ±0,4 % Tipo J Classe Campo di temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte C ±1,5 C C ±0,0040 t 1) C ±2,5 C C ±0,0075 t 1) ISA (ANSI) MC Standard C ±2,2 C o 2) ±0,75 % Particolarità C ±1,1 C o 2) ±0,4 % Deviazione limite con temperature selezionate in C per le termocoppie tipi K e J Temperatura Valore di tolleranza DIN EN parte 2 (ITS 90) Classe 1 Classe 2 C C C 0 ±1,5 ±2, ±1,5 ±2, ±1,5 ±2, ±1,5 ±2, ±1,6 ±3, ±2,0 ±3, ±2,4 ±4, ±2,8 ±5, ±3,2 ± 6, ±3,6 ±6, ±4,0 ±7, ±4,4 ±8, ±4,8 ±9,00 Pagina 2 di 10 Scheda tecnica WIKA TE /2011

3 Potenziali incertezze di misura causate dagli effetti di invecchiamento Le termocoppie sono soggette ad invecchiamento con variazione delle loro caratteristiche di temperatura/ tensione di uscita. Le termocoppie tipo J (Fe-CuNi) invecchiano leggermente a causa dell'ossidazione della lega metallica. Con le termocoppie di tipi K e N (NiCrSi-NiSi), possono verificarsi modifiche considerevoli della tensione termoelettrica a causa dell'impoverimento di cromo nella lega NiCr. Questo effetto viene accelerato se c'è scarsità di ossigeno in quanto non riesce a crearsi sulla superficie della termocoppia una pellicola completa di ossido che eviterebbe la formazione di ulteriore ossidazione. Il cromo è ossidato, il nichel non lo è. Ciò provoca il cosiddetto "green rot", che danneggia la termocoppia. Quando le termocoppie in NiCr-Ni vengono raffreddate rapidamente dopo avere funzionato oltre i 700 C, si congelano alcuni stati della struttura cristallina ("short range order"), il che può risultare in una modifica della tensione termica fino a 0,8 mv (effetto K) nelle termocoppie tipo K. Nella termocoppia tipo N (NiCrSi-NiSi) è stato possibile ridurre l'effetto "short range order" legando entrambe le tratte con silicone. L'effetto è reversibile e viene eliminato temprando oltre i 700 C, con successivo raffreddamento lento. Le termocoppie a rivestimento sottile sono particolarmente sensibili. Il raffreddamento in aria ferma può comportare deviazioni di più di 1 K. Esecuzione punta sensore Punto di misura isolato Termocoppia Punto di misura Punto di misura non isolato Termocoppia Punto di misura Le termocoppie rivestite possono essere piegate con un raggio pari a 3 volte il diametro della guaina, con l'eccezione del giunto di transizione. Grazie a questa flessibilità, le termocoppie rivestite possono essere impiegate anche in punti difficili da raggiungere. Diametro della guaina: 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 3,0 mm 4,5 mm 6,0 mm 8,0 mm Altri a richiesta Nota: La flessibilità della termocoppia rivestita va considerata soprattutto quando la portata del fluido è particolarmente elevata. Le esecuzioni in cui l'attacco al processo non è posizionato direttamente sul giunto di transizione del cavo, sono da considerarsi critiche in quelle applicazioni con sollecitazioni da vibrazione o oscillazione. Materiale guaina Lega al nickel (Inconel 600) - fino a 1200 C (aria) - materiale standard per applicazioni che richiedono proprietà specifiche anticorrosione con esposizione ad alte temperature, resistenza alla corrosione sotto tensione indotta e resistenza superficiale ai fluidi contenenti cloruri - resistente alla corresione causata da ammoniaca in soluzione acquosa a tutte le temperature e concentrazioni - altamente resistente agli alogeni, al cloro ed all'acido cloridrico Acciaio inox - fino a 850 C (aria) - buona resistenza alla corrosione con fluidi aggressivi, vapore e fumi di combustione Altri a richiesta Guaina Guaina Per la misura di temperatura in un corpo solido, il diametro del foro nel quale inserire il sensore non deve essere più largo di 1 mm rispetto al diametro del sensore. Le termocoppie con uscita cavo possono essere costruite nei seguenti due modi diversi: Esecuzione con guaina Nelle termocoppie con guaina la parte flessibile del sensore è un cavo con isolamento minerale (cavo MI). È composto da una guaina esterna in acciaio inox che contiene i conduttori interni isolati, incorporati in un composto ceramico ad alta densità. Esecuzione tubolare L'esecuzione tubolare ha una struttura rigida della punta metallica del sensore; le esecuzioni tubolari non vanno pertanto piegate. All'interno del tubo, il cavo di connessione arriva quasi fino alla punta del sensore. Pertanto le termocoppie con uscita cavo tubolari possono essere impiegate fino alle temperature specificate (vedi temperatura operativa). Diametro del tubo: 4,0 mm 4,5 mm 6,0 mm 8,0 mm Altri a richiesta Scheda tecnica WIKA TE /2011 Pagina 3 di 10

4 Giunti di transizione Il giunto tra la parte in metallo della termocoppia e il cavo o filo di collegamento può essere arrotolato o immerso in colata, a seconda dell'esecuzione. Il giunto non dovrebbe venire immerso nel processo né piegato. I giunti a compressione non devono essere collegati al giunto di transizione. Il tipo e la dimensione del giunto di transizione dipende in larga misura dalla combinazione dei conduttori e del sensore metallico e dai requisiti di tenuta. La dimensione T indica la lunghezza del giunto di transizione. Criterio Ø sonda = Ø giunto di transizione Ø 0,5... 4,5 mm con giunto di transizione crimpato Ø 6 mm con giunto di transizione crimpato Ø 8 mm con giunto di transizione crimpato Dimensione T in mm n/a Ø giunto di transizione in mm identico alla sonda Cavo di collegamento Esistono vari materiali isolanti disponibili per adattarsi alle particolari condizioni ambientali. Le parti terminali del cavo possono essere già predisposte per la connessione, o come opzione, possono essere dotate di connettori. Cavo di connessione (standard) Termocoppia, adattata al sensore Sezione trasversale: min. 0,22 mm² Numero di termocoppie: secondo il metodo di connessione Materiale d'isolamento: PVC, silicone, PTFE o fibra di vetro Schermo (opzione) Temperature operative Cavo di connessione e conduttori singoli In qualsiasi punto del cavo di connessione, la massima temperatura raggiungibile è quella specificata per il cavo di connessione. La termocoppia stessa può resistere potenzialmente alle alte temperature. Connettore Con l'opzione di un connettore, la massima temperatura ammessa al connettore è di 85 C. Temperatura operativa Se la temperatura da misurare è maggiore della temperatura consentita sulla testa di connessione, la parte metallica del sensore deve essere abbastanza lunga da essere al di fuori della zona calda. Notare che la più bassa tra le massime temperature di lavoro per il cavo, il giunto di transizione o il connettore, non va superata. Grado di protezione Protezione IP Le termocoppie con uscita cavo sono disponibili con grado di protezione fino a IP 65 (secondo il materiale di rivestimento del cavo e il numero di conduttori). Su richiesta, sono disponibili versioni speciali con grado di protezione IP 67. I cavi di collegamento con rivestimento in fibra di vetro non possono essere combinati con l'esecuzione antideflagrante. Protezione per aree classificate (opzione) Le termocoppie con uscita cavo della serie TC40 sono disponibili con certificato ATEX Ex i "a sicurezza intrinseca". Questi strumenti sono conformi alle prescrizioni della direttiva 94/9/EC (ATEX) per gas e polveri. Sono anche disponibili le dichiarazioni del fabbricante in conformità a NAMUR NE24. La classificazione/idoneità dello strumento (potenza Pmax e temperatura ambiente consentite) per la rispettiva categoria sono riportati nel certificato CE prove di tipo e nel manuale d'uso. L'induttanza interna (Li) e la capacità (Ci) delle sonde sono riportate sull'etichetta prodotto e devono essere considerate quando ci si connette ad un'alimentazione a sicurezza intrinseca. Per i cavi di connessione comuni si applicano i seguenti limiti di temperatura: PVC C Silicone C PTFE C Fibra di vetro C Giunti di transizione La temperatura al giunto di transizione è limitata dall'uso di un composto colato. Massima temperatura della massa colata: 150 C In opzione: 250 C (altre varianti su richiesta) Pagina 4 di 10 Scheda tecnica WIKA TE /2011

5 Esecuzione Le termocoppie con uscita cavo sono classificate nelle seguenti varianti, in base al tipo di connessione elettrica: Con conduttori singoli Con cavo di collegamento Con connettore Con conduttori liberi La dimensione A definisce la profondità d'immersione nel processo. La dimensione W definisce la lunghezza dei cavi di collegamento. L definisce la lunghezza dei conduttori singoli liberi. La dimensione T definisce il giunto di transizione (se presente). T è sempre parte della lunghezza W o L (vedi tabella pagina 4). Collegamento con conduttori singoli Lunghezza del cavo 150 mm, altre lunghezze a richiesta, Ø cavo compensato 0,5 mm, tipo cavo di compensazione in base al tipo di sensore, isolamento PTFE, numero di coppie di conduttori in base al numero di sensori, conduttori spelati altre versioni a richiesta Con cavo di collegamento Il cavo e il sensore sono connessi permanentemente tra loro. Lunghezza del cavo specificata dall'utente Cavo di compensazione, conduttori 0,22 mm², tipo di cavo di compensazione a seconda del tipo di sensore, numero di conduttori a seconda del numero di sensori, cavi conduttori spelati Con connettore cablato al cavo di collegamento Il connettore opzionale è cablato ad un cavo di collegamento flessibile. Esecuzioni con cavi di connessione spelati I conduttori interni del cavo ad isolamento minerale fuoriescono. L = 20 mm (standard) La lunghezza dei conduttori di collegamento spelati può essere adattata secondo le specifiche del cliente. Essi sono realizzati in cavo solido e non sono adatti per coprire lunghe distanze. Esecuzione con connettore inserito direttamente sulla sonda Queste esecuzioni sono derivate da quelle con conduttori liberi spelati. Il connettore è inserito direttamente nella sonda metallica. Protezione flessibile opzionale Protezione flessibile opzionale Protezione flessibile opzionale Scheda tecnica WIKA TE /2011 Pagina 5 di 10

6 Attacchi al processo per sonde diritte Le termocoppie con uscita cavo possono essere dotate di un attacco al processo opzionale. La dimensione A descrive la profondità d'immersione nel processo. Per minimizzare la dissipazione di calore dagli attacchi filettati, la profondità di immersione A deve essere di almeno 25 mm. La posizione dell'attacco filettato è specificata dalla dimensione X e non dipende dal tipo di connessione. Nota: - Per le filettature cilindriche (es. - Per le filettature coniche il piano di misura è posizionato più o meno al centro della filettatura. Attacchi filettati fissi/filettature usati per montare la sonda ad un manicotto con filettatura femmina Profondità di immersione A: conforme alle specifiche del cliente Materiale: acciaio inox, altri su richiesta Il sensore viene ruotato per avvitarlo nel processo. Quindi questa versione deve essere installata meccanicamente prima di effettuare la connessione elettrica. (NPT) Raccordo a compressione consente la semplice regolazione alla profondità d'immersione richiesta sul punto d'installazione. Poichè il raccordo a compressione è regolabile sul pozzetto termometrico, le dimensioni A e X sono definite come i valori per l'oggetto consegnato. La lunghezza del raccordo a compressione determina la lunghezza d'estensione minima possibile, X di circa 40 mm. Materiale: acciaio inox Materiale anello di tenuta: acciaio inox o PTFE (NPT) Gli anelli di tenuta in acciaio inox possono essere regolati una sola volta; dopo averli svitati, non è più possibile lo scorrimento lungo la guaina. Max. temperatura sull'attacco al processo 500 C Max. pressione 40 bar Gli anelli di tenuta in PTFE possono essere regolati più di una volta, dopo averli svitati, è ancora possibile lo scorrimento lungo il bulbo. Max. temperatura sull'attacco al processo 150 C Per l'uso senza pressione Per le termoresistenze rivestite con Ø di 2 mm, sono consentiti solo gli anelli di tenuta in PTFE. Pagina 6 di 10 Scheda tecnica WIKA TE /2011

7 Raccordo a compressione con sistema di molleggio consente la regolazione facile alla profondità d'immersione desiderata sul punto di montaggio, mantenendo allo stesso tempo la pretensione della molla Poichè il raccordo a compressione è regolabile sul pozzetto termometrico, le dimensioni A e X sono definite come valori relativi alle sonde consegnate. La lunghezza del raccordo a compressione determina la lunghezza d'estensione minima X di circa 80 mm. Materiale: acciaio inox Materiale anello di tenuta: acciaio inox (NPT) Gli anelli di tenuta in acciaio inox possono essere regolati una sola volta; dopo averli svitati, non è più possibile lo scorrimento lungo la guaina. Max. temperatura sull'attacco al processo 500 C Non è consigliabile avere una pressione sul raccordo a compressione. Controdado femmina usato per montare la sonda in un manicotto con filettatura maschio. La sonda e la filettatura ruotano l'una contro l'altra, pertanto l'ordine con cui eseguire l'installazione meccanica ed elettrica non è importante Tale opzione non è consigliabile per filettature NPT. Profondità di immersione A: conforme alle specifiche del cliente Materiale: acciaio inox, altri su richiesta Maschio girevole usati per montare la sonda ad un manicotto con filettatura femmina. La sonda e la filettatura ruotano l'una contro l'altra, pertanto l'ordine con cui eseguire l'installazione meccanica ed elettrica non è importante Tale opzione non è consigliabile per filettature NPT. Profondità di immersione A: conforme alle specifiche del cliente Materiale: acciaio inox, altri su richiesta Scheda tecnica WIKA TE /2011 Pagina 7 di 10

8 Sonde angolari Le termocoppie con uscita cavo costruite con cavo rivestito possono essere consegnate in una determinata forma. In tal caso, la posizione della piegatura viene definita da un'ulteriore dimensione. La dimensione X descrive la distanza della piegatura dal bordo inferiore del giunto di transizione. Quando si utilizza un attacco filettato sulla sonda piegata, la dimensione Y descrive la distanza dal centro della piegatura al piano di misura dell'attacco filettato. L'uso di un attacco filettato fisso non è consigliabile in quanto il sensore piegato deve essere avvitato nel processo con un movimento molto ampio. La dimensione A è sempre la profondità d'immersione del sensore, e quindi l'area inserita nel processo Pagina 8 di 10 Scheda tecnica WIKA TE /2011

9 Connettore (opzione) Le termocoppie con uscita cavo possono essere fornite già dotate di connettori. Sono disponibili le seguenti opzioni: Terminali (non adatta per le versioni con cavi di connessione spelati) Connettore a vite, Binder (maschio) Connettore Lemosa 1 S (maschio) Connettore Lemosa 2 S (maschio) Connettore a vite, Binder (femmina) Connettore Lemosa 1 S (femmina) Connettore Lemosa 2 S (femmina) Connettore termico 2 poli standard (maschio) Connettore termico 2 poli mini (maschio) Connettore termico 2 poli standard (femmina) Connettore termico 2 poli mini (femmina) Altre opzioni Protezione curva Una protezione del cavo (molla o guaina retrattile) viene impiegata per proteggere il punto di transizione dalla sonda rigida al cavo di collegamento flessibile. Va usata sempre quando ci si aspetta un movimento relativo tra il cavo e il montaggio della sonda. Per le esecuzioni secondo Ex-n, l'uso di una protezione flessibile è obbligatoria. La lunghezza standard della molla della protezione flessibile è di 60 mm. Giunto di transizione con lo stesso diametro della sonda In opzione, è possibile selezionare anche un giunto di transizione con lo stesso diametro della sonda metallica. Ciò consente di far scorrere i pressacavo o i raccordi compressione da entrambe le estremità del sensore. I limiti operativi del giunto di transizione non cambiano, tuttavia, devono restare al di fuori del processo e non devono essere caricati con il raccordo a compressione. Scheda tecnica WIKA TE /2011 Pagina 9 di 10

10 Connessione elettrica Cavo Connettore Lemosa, maschio sul cavo Connettore Binder (serie 680), maschio sul cavo (connettore a vite) Per la marcatura delle parti finali del cavo, vedi tabella Termocoppia singola Termocoppia doppia Connettore compensato Più e meno sono contrassegnati. Per le termocoppie doppie, sono usati due connettori compensati. Altri connettori e altre assegnazioni dei pin a richiesta. Codice colore del cavo Tipo di sensore Standard Polo positivo Polo negativo K DIN EN verde bianco J DIN EN nero bianco E DIN EN viola bianco T DIN EN marrone bianco N DIN EN rosa bianco 2012 WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, tutti i diritti sono riservati. Le specifiche tecniche riportate in questo documento rappresentano lo stato dell arte al momento della pubblicazione. Ci riserviamo il diritto di apportare modifiche alle specifiche tecniche ed ai materiali. Pagina 10 di 10 Scheda tecnica WIKA TE / /2012 I based on 03/2011 GB WIKA Italia Srl & C. Sas Via Marconi, Arese (MI)/Italia Tel. (+39) Fax (+39) info@wika.it