B4 TCx LoRaWAN

Termocoppie

B4 TCx è una famiglia di dispostivi che consente di acquisire in campo il segnale di un numero variabile di termocoppie a seconda del modello, per trasmetterlo via Lo.Ra. WAN al server centrale IOThing, con un raggio di trasmissione di alcune migliaia di metri dentro l'impianto. In particolare, abbiamo:

• B4-TC1 per l'acquisizione di una termocoppia;
• B4-TC2 per l'acquisizione di due termocoppie;
• B4-TC3 per l'acquisizione di tre termocoppie;
• B4-TC4 per l'acquisizione di quattro termocoppie.

Ogni ingresso della termocoppia può essere configurato, utilizzando l'interfaccia web locale, per:

• Tipo K: da -200°C a +1372°C;
• Tipo J: da -150°C a +1200°C;
• Tipo T: da -200°C a +400°C;
• Tipo N: da -150°C a +1300°C;
• Tipo E: da -200 °C a +1000 °C;
• Tipo S: da +250 °C a +1664 °C;
• Tipo B: da +1000 °C a +1800 °C;
• Tipo R: da +250°C a +1664°C.

I dispositivi della famiglia B4 TC, con la piattaforma IOThing, grazie alle dimensioni contenute ed alla semplicità di installazione con la connettività di lungo raggio Lo.Ra.WAN consentono l'acquisizione dei dati di termocoppie in ogni luogo dell'impianto.

Le termocoppie sono sensori di temperatura robusti, affidabili ed economici, ampiamente utilizzati negli impianti industriali per monitorare e controllare una vasta gamma di processi. Il loro funzionamento si basa sull'effetto Seebeck, dove la differenza di temperatura tra due giunzioni di metalli dissimili genera una piccola tensione elettrica, che viene poi convertita in una lettura di temperatura.

Ecco le principali applicazioni delle termocoppie in un impianto industriale:

Monitoraggio e controllo dei processi termici

Sono l'applicazione più comune e cruciale. Le termocoppie sono integrate direttamente nei sistemi di produzione per misurare e controllare la temperatura in:

• forni e caldaie: per monitorare e regolare le temperature all'interno di forni industriali, caldaie, essiccatoi e inceneritori, garantendo l'efficienza energetica e la sicurezza operativa.
• Reattori chimici: per mantenere le temperature precise richieste per reazioni chimiche specifiche, influenzando la velocità di reazione, la resa del prodotto e la sicurezza.
• Processi di trattamento termico: nell'industria metallurgica, sono essenziali per il controllo della temperatura durante la tempra, la ricottura, la cementazione e altri trattamenti termici dei metalli.
• Saldatura e taglio: per monitorare la temperatura del pezzo durante e dopo i processi di saldatura o taglio, prevenendo deformazioni o difetti.
• Fonderie: per controllare la temperatura del metallo fuso e degli stampi.
• Estrusioni e stampaggio di materie plastiche: per monitorare la temperatura del materiale plastico fuso negli estrusori e negli stampi a iniezione, garantendo la qualità del prodotto finale.
• Industria alimentare e delle bevande: per il controllo della temperatura in processi come la pastorizzazione, la sterilizzazione, la fermentazione e la conservazione, garantendo la sicurezza alimentare e la qualità del prodotto.
• Produzione di vetro e ceramica: per monitorare le temperature nei forni ad alta temperatura durante la fusione e la formatura.

Sicurezza operativa

Le termocoppie svolgono un ruolo vitale nella prevenzione di condizioni pericolose:

• rilevamento di Surriscaldamenti: possono essere posizionate su motori, cuscinetti, pompe, compressori e altre apparecchiature critiche per rilevare un aumento anomalo della temperatura, indicando un potenziale guasto o un malfunzionamento. Questo permette di intervenire prima che si verifichino danni costosi o interruzioni della produzione.
• Sistemi di Spegnimento Automatico: in caso di superamento di soglie di temperatura critiche, le termocoppie possono attivare allarmi o sistemi di spegnimento automatico per prevenire incendi, esplosioni o danni gravi alle apparecchiature.
• Monitoraggio di Scarichi e Fumi: utilizzate per controllare la temperatura dei gas di scarico e dei fumi, assicurando che siano entro limiti operativi sicuri e conformi alle normative ambientali.

Manutenzione predittiva

Integrate in sistemi di monitoraggio delle condizioni, le termocoppie contribuiscono alla manutenzione predittiva:

• tracciamento dell'Usura dei Componenti: un aumento graduale della temperatura in un componente (es. un cuscinetto) può indicare usura progressiva, permettendo di pianificare la manutenzione prima di un guasto improvviso.
• Analisi delle Prestazioni: monitorando le temperature in vari punti di un sistema (es. scambiatori di calore, condotte), si possono valutare le prestazioni complessive e identificare inefficienze o degradi.

Ottimizzazione dell'efficienza energetica

• Rilevamento di Dispersioni di Calore: posizionate sulle pareti di forni, tubazioni o serbatoi, le termocoppie possono individuare aree con isolamento insufficiente o danneggiato, indicando dispersioni di calore e opportunità per migliorare l'efficienza energetica.
• Controllo Preciso del Consumo Energetico: mantenendo le temperature dei processi al livello ottimale, si evita un consumo eccessivo di energia per il riscaldamento o il raffreddamento.

Ricerca e sviluppo

Le termocoppie sono strumenti preziosi anche in laboratorio e in fase di sviluppo di nuovi prodotti o processi industriali, per:

• Caratterizzazione termica di materiali: Misurare come i materiali reagiscono alle variazioni di temperatura.
• Test di funzionalità: valutare le prestazioni termiche di prototipi di macchinari o componenti.

Vantaggi delle Termocoppie in Ambito Industriale

• Ampio Campo di Misura: possono misurare temperature da criogeniche (molto basse) a estremamente elevate (fino a oltre 2000 °C, a seconda del tipo).
• Robustezza: sono resistenti a vibrazioni, shock e ambienti aggressivi.
• Costo Contenuto: generalmente più economiche rispetto ad altri sensori di temperatura come le termoresistenze (RTD) per molte applicazioni.
• Velocità di Risposta: possono rispondere rapidamente alle variazioni di temperatura, rendendole ideali per processi dinamici.
• Dimensioni Ridotte: possono essere realizzate in dimensioni molto piccole, consentendo misurazioni in spazi ristretti.

In conclusione, le termocoppie sono un pilastro fondamentale nel controllo e monitoraggio dei processi in quasi ogni settore industriale, contribuendo a garantire la qualità del prodotto, la sicurezza degli operatori e l'efficienza operativa. Grazie ai dispositivi B4 TCx ed alla piattaforma IOThing acquisire monitorare ed analizzare i dati delle termocoppie non è mai stato così semplice e così conveniente.