#179 Controlli di temperatura bimetallici

Tutto ebbe inizio in quel lontano 1830, quando il chimico scozzese Andrew Ure (1778 – 1857) sviluppò il primo rudimentale modello di termostato bimetallico per controllare la temperatura all’interno di una fabbrica di cotone. Da allora l’applicazione del bimetallo e del principio della dilatazione dei metalli ha trovato una vasta applicazione prevalentemente nel mondo del controllo della temperatura sviluppando diversi tipi di dispositivi azionati da una lama (o un disco) a base bimetallica.

Il principio è il medesimo per tutti. Si tratta di una lamina composta da due diversi metalli con due diversi coefficienti di dilatazione, che sono sensibili al variare della temperatura, che aumentando provoca la dilatazione dei metalli. E in forza della differenza dei loro coefficienti di dilatazione, andrà a piegarsi, azionando così un sistema di apertura (o chiusura) dei contatti.

A seconda della dimensione o della forma del disco o della lamina bimetallica avremo prodotti diversi, con diverse prestazioni e diverse applicazioni.

Proviamo a vedere velocemente i principali tipi di dispositivi bimetallici:

Termostati bimetallici – Le principali applicazioni sono nel mondo dell’elettrodomestico (anche professionale) e delle resistenze elettriche. Ad azionare questo dispositivo è un disco bimetallico che può avere la dimensione di ½” o di ¾”. I primi lavorano dai 10A ai 16A (TK24), mentre la versione più grossa può supportare anche una corrente di lavoro di 40A (AST33). I termostati bimetallici con disco da mezzo pollice hanno la funzione di lavorare anche come regolatori di temperatura. Per questo devono poter garantire i 100.000 cicli.

Protettori termici – Questi componenti trovano larga applicazione nel mondo dei motori elettrici, dei trasformatori, delle resistenze, e delle pompe, da quelle sommerse, a quelle a vibrazione. Hanno dimensioni piuttosto compatte ed esistono sia modelli di protettori miniaturizzati che ad alta portata, fino a 100A, che di conseguenza avranno dimensioni più importanti. I protettori termici vengono utilizzati, lo dice la parola stessa, per proteggere una macchina o un’apparecchiatura. Per questo motivo vengono garantiti per 10 mila cicli. Le temperature di intervento vanno da un minimo di 0°C (KWC2) a un massimo di 250°C

TPS – Sono i Temperature Power Sensor, dispositivi molto particolari che non sono dei protettori termici ma non sono nemmeno veri e propri termostati. Le dimensioni non sono di certo il loro punto di forza, e anche la portata, che non va oltre i 5A. Ma questi componenti garantiscono un’altissima affidabilità sia sotto il punto di vista della precisione, che sotto quello della durata che garantisce i 100.000 cicli. In aggiunta, vengono garantiti (unico produttore a farlo) anche 1 milione di cicli meccanici.

Termostati in aria – Di piccole dimensioni, si utilizzano prevalentemente come prima sicurezza sulle resistenze elettriche in mica. Il bimetallo è posizionato, come si usa dire, a vista e questo rende il tempo di lettura della temperatura estremamente veloce, e con l’assenza di potenziali ritardi termici. Sono però, dall’altro punto di vista, privi di qualsiasi tipo di protezione da eventuali agenti esterni e ad alto rischio di sedimentazione di polveri tra i contatti. Lavorando come sicurezza, in genere affiancata da un termofusibile, devono garantire solo 10.000 cicli.

Termostati regolabili – Questo prodotto è tuttora molto utilizzato nei ferri da stiro e in alcuni tipi di resistenze elettriche, le fasce scalda fusti. Tramite un alberino rotabile è possibile scegliere la temperatura d’intervento. Lavora a 10A o 16A e può arrivare fino a 100.000 cicli.

Le soluzioni sono pressoché infinite e nonostante stia facendo questo lavoro da ormai ventisei anni, ancora oggi capita che mi venga richiesto un prodotto che non rientra nella gamma di R&D Components. Questo per noi diventa un forte stimolo per andare avanti e sviluppare nuove soluzioni per la protezione termica o per il controllo della temperatura.