Che cos'è un attuatore di temperatura?
Un attuatore di temperatura è qualsiasi dispositivo che accende e spegne l'apparecchiatura in risposta alle variazioni di temperatura. Possono utilizzare una varietà di metodi per misurare le variazioni di temperatura, inclusi metalli, sostanze chimiche o gas. I dispositivi per il controllo della temperatura possono variare da un semplice termostato domestico per il controllo di riscaldatori o condizionatori d'aria, a sistemi complessi che controllano le reazioni chimiche negli impianti industriali.
Le apparecchiature di riscaldamento e condizionamento dell'aria sono collegate a un termostato all'interno dell'edificio. Fino alla fine del 20 ° secolo, i termostati utilizzavano un interruttore al mercurio per controllare il sistema. Questo attuatore di temperatura utilizzava una striscia bimetallica, che era una striscia a spirale di due metalli fusi lungo la loro lunghezza. Quando la temperatura cambia i due metalli si espandono o si contraggono a velocità leggermente diverse e la bobina cambia forma.
Il mercurio è stato installato in un tubo di vetro posto su un'estremità della bobina bimetallica. Il mercurio liquido si muoveva avanti e indietro all'interno del tubo quando la temperatura cambiava e attivava i circuiti elettrici per controllare il riscaldamento o il raffreddamento. Solo la striscia bimetallica era influenzata dalla temperatura; il mercurio è rimasto invariato. L'uso del mercurio, tuttavia, stava scomparendo alla fine del 20 ° secolo a causa della sua tossicità.
I prodotti chimici possono essere utilizzati per controllare un attuatore di temperatura, modificando dimensioni, fase o pressione di vapore e alcuni prodotti chimici si espandono e si contraggono con i cambiamenti di temperatura. Se sigillato in tubi con un pistone ad un'estremità, i cambiamenti di temperatura possono far muovere il pistone e attivare un interruttore. Una variazione di fase si riferisce a una modifica chimica da solido a liquido o da liquido a gas. I termostati dei veicoli utilizzati per il controllo della temperatura del motore utilizzano un sigillo di cera che diventa liquido quando il motore si riscalda, aprendo una valvola che consente alla circolazione del liquido di raffreddamento del motore. Questo si trasformerà in solido quando il motore si raffredda.
La tensione di vapore può essere utilizzata per il controllo della temperatura in due modi. Un tipo di attuatore di temperatura misura la pressione del vapore proveniente da un solvente sigillato in un tubo e collegato a un serbatoio o tubo di processo chimico. All'aumentare della temperatura, aumenta anche la pressione del vapore del solvente e può attivare un interruttore.
Un secondo tipo di attuatore di vapore è un controller di idruro metallico. Gli idruri metallici contengono molecole di idrogeno che diventano idrogeno gassoso all'aumentare della temperatura. La crescente pressione del gas idrogeno può spingere contro un pistone ed essere utilizzata come attuatore di temperatura. I sistemi antincendio possono utilizzare questi dispositivi per aprire e chiudere le teste degli sprinkler per il controllo dell'acqua. Una volta spento l'incendio, l'idrogeno ritorna al metallo, la pressione del gas diminuisce e la testa dell'irrigatore si chiude.
I controlli elettronici della temperatura hanno iniziato a sostituire i dispositivi meccanici alla fine del XX secolo. I dispositivi chiamati termistori, che sono regolatori sensibili alla temperatura senza parti mobili, possono essere realizzati che forniscono un controllo di intervallo di temperatura ristretto. I termistori possono essere collegati a circuiti di controllo che accendono e spengono i sistemi di riscaldamento o raffreddamento e sono utilizzati in molti termostati digitali.