In officina e in linea di produzione la temperatura di una superficie viene letta continuamente: uno stampo prima dell’avvio, un semilavorato in uscita dal forno, una piastra di saldatura, un pannello in materiale plastico che deve raffreddare in modo uniforme. Sono letture che decidono se un pezzo si accetta o si scarta, eppure vengono spesso eseguite senza un metodo scritto, con risultati che cambiano da operatore a operatore anche di parecchi gradi.
Il motivo è fisico, non strumentale. Una superficie non ha una capacità termica utile: qualunque sonda vi si appoggi sottrae o cede calore e modifica proprio il valore che sta cercando di leggere, mentre l’aria circostante continua a raffreddare il punto di contatto. Per questo come misurare temperatura superficiale dei materiali non è una domanda sullo strumento da comprare, ma sulla sequenza di operazioni da rispettare.
Le pagine che seguono descrivono quella sequenza: preparare il punto di misura, scegliere fra contatto e infrarosso in base a materiale, temperatura e accessibilità, eseguire la lettura controllando pressione, accoppiamento termico ed emissività, e infine registrare il dato in modo che sia confrontabile nel tempo. I riferimenti normativi utili sono ISO 18434-1, ASTM E1933 ed E2758 per la parte a infrarossi e IEC 60584 per le termocoppie.
Vuoi un aiuto nella scelta del prodotto ?
Perché la temperatura di una superficie è la più difficile da leggere
Una massa di fluido o un blocco metallico immagazzinano energia sufficiente perché un sensore, una volta in equilibrio, ne restituisca la temperatura reale. Una superficie no: è il confine fra il corpo e l’ambiente, e proprio lì il gradiente termico è più ripido. Appoggiare una sonda significa introdurre un terzo corpo che scambia calore in due direzioni, verso il materiale e verso l’aria, creando un punto localmente più freddo o più caldo del resto.
L’errore che ne deriva non è casuale ma sistematico: tende sempre nella stessa direzione, verso l’ambiente. Su un acciaio a 200 °C una sonda mal accoppiata può leggere decine di gradi in meno, e la differenza cresce con il salto termico rispetto all’aria e con la conducibilità del materiale. Da questa constatazione discende tutto il resto della procedura: ogni passaggio descritto più avanti serve a ridurre lo scambio parassita o a renderlo almeno costante e quindi confrontabile.
Come misurare temperatura superficiale dei materiali: la preparazione
La prima operazione è pulire il punto scelto. Ossidi sfarinati, residui oleosi, polvere e vernice scrostata alterano il contatto termico con la sonda e, nella misura senza contatto, cambiano il potere emissivo della zona inquadrata. La superficie va portata a una condizione nota e ripetibile, senza abraderla al punto da lucidarla, perché una finitura a specchio peggiora sensibilmente il comportamento all’infrarosso.
Il secondo passo è scegliere dove misurare. Bordi, spigoli, forature e nervature dissipano calore in più direzioni e restituiscono valori più bassi del corpo del pezzo: il punto rappresentativo sta in una zona piana, lontana dai contorni e dalle discontinuità di spessore. Il terzo passo è la scelta del metodo: sonda a lamina per superfici piane e statiche, sonda a strisciamento per pezzi in rotazione o per aree ampie da esplorare, misura a infrarossi quando la superficie è in movimento, inaccessibile o troppo calda perché il contatto sia praticabile.
Esecuzione con sonda a contatto: appoggio, accoppiamento e attesa
Con la sonda a contatto contano tre variabili, e vanno controllate tutte insieme. La pressione di appoggio deve essere costante: una lamina schiacciata aderisce meglio e legge più caldo, appoggiata appena legge più freddo, e se cambia da lettura a lettura la dispersione dei valori diventa ingestibile. Chi misura deve adottare un gesto stabile, sempre lo stesso, e possibilmente la stessa mano.
La seconda variabile è l’accoppiamento termico. Su superfici non perfettamente piane un velo di pasta conduttiva, o un nastro applicato a contatto pieno, elimina l’intercapedine d’aria che è il principale isolante fra sensore e materiale. La terza è il tempo: il valore va letto solo quando si è stabilizzato, cioè quando la variazione diventa trascurabile su alcuni secondi, non appena lo strumento mostra un numero. Infine conviene schermare il punto dalla convezione, riparandolo da correnti d’aria e da ventilazioni forzate che raffreddano proprio la zona di contatto.
Esecuzione senza contatto: emissività e confronto incrociato
Nella misura a infrarossi il parametro decisivo è l’emissività della superficie, che va impostata sullo strumento prima della lettura. Materiali opachi e non metallici stanno tipicamente in una fascia alta e stabile; i metalli lucidi, al contrario, hanno emissività bassa e fortemente variabile con lo stato di ossidazione, l’angolo di vista e la temperatura stessa. Su un inox appena lavorato lasciare il valore predefinito significa sbagliare la lettura in modo grossolano.
Quando serve accuratezza su un metallo riflettente la via praticabile è il trattamento locale a emissività nota: un tratto di nastro opaco o una vernice dichiarata, applicati sul punto di misura, lasciati stabilizzare e poi inquadrati impostando il valore corrispondente. ASTM E1933 descrive come determinare sperimentalmente l’emissività con questo approccio. Utile in ogni caso il confronto incrociato: leggere lo stesso punto con entrambi i metodi e verificare che gli scarti rientrino in una tolleranza decisa in anticipo.
Registrazione del dato e verifica periodica della catena di misura
Un valore di temperatura superficiale senza il suo contesto non è confrontabile. La registrazione deve riportare, oltre al numero, il metodo impiegato, il tipo di sonda o lo strumento a infrarossi, l’emissività impostata, il punto misurato sul pezzo e la temperatura ambiente. Sono le informazioni che permettono, mesi dopo, di capire se una deriva apparente è un cambiamento reale del processo oppure solo un cambio di operatore o di sonda.
Alla registrazione va affiancata una verifica periodica della catena di misura, con un riferimento noto e a intervalli definiti dalla criticità dell’applicazione: IEC 60584 fissa le classi di tolleranza delle termocoppie, ISO 18434-1 inquadra la qualifica del personale e delle procedure nelle misure termiche. Chi imposta il metodo per la prima volta trova un quadro più ampio nella pagina dedicata alla Temperatura superficiale dei materiali, che raccoglie principi, limiti dei diversi approcci e criteri di scelta.
Gli strumenti del nostro catalogo per questa misura
Dei due metodi messi a confronto sullo stesso punto, il nostro catalogo copre il lato ottico, con un termometro a infrarossi, e la condizione dell’aria attorno al punto di misura, che il testo prescrive di registrare accanto al valore letto.
Il lato ottico del confronto
Tramex IRT2
Il testo chiede l’emissività propria del materiale: lo strumento la lascia regolare e parte da un valore standard preimpostato. Legge la superficie, non il cuore del pezzo, e sui metalli lucidi la lettura resta falsata.
L’aria che raffredda il punto
Tramex MRH3
L’articolo prescrive di riparare il punto dalle correnti d’aria e di registrare la temperatura ambiente accanto al valore: il termoigrometro dà quella condizione dell’aria, che nessuna lettura di superficie contiene.
Campo di misura, rapporto distanza-macchia, accuratezza, tempo di risposta e risposta spettrale sono dichiarati dal costruttore e riportati nella scheda. La pagina di catalogo di riferimento è termometri a infrarossi.
Maggiori informazioni e contatti
Partner divisione sistemi e integrazione sensori : www.roder.it
Partner divisione visione artificiale : www.rodervision.com
Maggiori informazioni su INNOVACHECK : chi siamo
Contatto per informazioni generali : info@roder.it
Contatto per informazioni su questi prodotti : info@innovacheck.com
Visita la pagina Linkedin
Le informazioni contenute in questa pagina web sono fornite a scopo puramente informativo. Pur essendo state elaborate con la massima cura, non costituiscono un’offerta contrattuale né un impegno vincolante per la fornitura. Possono contenere errori di trascrizione, traduzione o refusi. Per informazioni precise e aggiornate, si invita a contattare direttamente la nostra azienda.
Applicazioni correlate :
Grammatura e densità superficiale: la procedura di misura
Velocità superficiale e lineare: la procedura di misura e di verifica
Spessimetro a forcella per gomma e materiali espansi: misure affidabili su materiali comprimibili
Profilo superficiale e rugosità: la procedura di rilievo prima della verniciatura
Forza di compressione: la procedura di prova su materiali e componenti
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.