La temperatura della lega fusa influenza in modo significativo il tempo di bagnatura dei giunti e la stabilità dell’onda. Tenere sotto controllo la temperatura del pozzetto aiuta quindi a controllare il processo di saldatura a onda.
Secondo IPC/JEDEC1 la temperatura del crogiolo dovrebbe essere impostata tra 230 e 260 °C per le leghe stagno-piombo e tra 260 e 290 °C per le leghe lead-free.
A causa del punto di fusione più elevato delle leghe senza piombo, la più alta temperatura del crogiolo di saldatura migliora la saldabilità e riduce i tempi di contatto. Per AgSnCu con un punto di fusione di 217 °C, la temperatura del crogiolo consigliata da alcuni produttori di lega va impostata tra 250 e 270 °C mentre per la lega SnCu con punto di fusione a 227 °C il crogiolo va portato a 260-280 °C.
Due sono gli strumenti più indicati, il termometro IR e il termometro con sonda PT100. Il primo per misure senza contatto e il secondo per misure con immersione della sonda.
Termometro IR per il controllo preciso della temperatura
Un termometro a infrarossi deduce la temperatura dalla radiazione termica emessa dall'oggetto misurato.
Essendo un dispositivo per misurare la temperatura da una certa distanza, è utilizzato un laser per aiutare a puntare lo strumento sul punto di cui si vuol eseguire la misura. Questi di solito proiettano un punto rosso visibile al centro dell'area da misurare che identifica il punto da misurare, ma non ha alcun ruolo attivo nella misurazione.
Un termometro a infrarossi senza contatto è utile per misurare la temperatura in circostanze in cui non è possibile o non si vuole utilizzare altri tipi di sensori come quelli a sonda.
Lo strumento consiste essenzialmente in una lente per focalizzare la radiazione IR su un rilevatore, che converte la potenza radiante in un segnale elettrico, elaborato e visualizzato in unità di temperatura (°C o °F) dopo essere stato compensato per la temperatura ambiente.
Gli strumenti più semplici (e meno costosi) possono avere un errore di misurazione di circa ± 2 °C o ± 4 °F.
Il rapporto distanza-punto è il rapporto tra la distanza dalla superficie di misurazione e il diametro dell'area di misurazione della temperatura. Ad esempio, se il rapporto è 12: 1, il diametro dell'area di misurazione è un dodicesimo della distanza dall'oggetto. Un termometro con un rapporto elevato tra distanza e punto è in grado di rilevare una superficie più specifica (più stretta) a una distanza maggiore di uno con un rapporto inferiore.
Per garantire una misura accurata della temperatura senza contatto, vanno considerate le seguenti variabili:
Risoluzione ottica - il sistema ottico di un sensore a infrarossi raccoglie l'energia IR da un punto di misura circolare e la focalizza sul rilevatore. La risoluzione ottica è definita dal rapporto tra la distanza che intercorre tra lo strumento e l'oggetto, rispetto alla dimensione del punto misurato (dato come D:S dall’inglese distance to spot size ratio). Maggiore è il numero del rapporto, migliore è la risoluzione dello strumento e minore è la dimensione del punto che può essere misurato da una distanza maggiore.
Campo visivo (Field-of-View) – prima di procedere nella misura assicurarsi che il target sia più grande della dimensione del punto misurato dallo strumento (spot). Più piccolo è il target, più vicino va eseguita la misura. Quando la precisione è fondamentale, assicurarsi che il target sia almeno due volte più grande della dimensione dello spot.
Condizioni ambientali – vanno considerate le condizioni ambientali nell'area in cui si intende effettuare la misura; vapore, polvere, fumo, vibrazioni ecc. possono impedire una misura accurata.
Emissività - l'emissività è la misura della capacità di un oggetto di emettere energia a infrarossi. L'energia emessa è indicativa della temperatura dell'oggetto. L'emissività può avere un valore compreso tra 0 (specchio lucido) e 1,0 (corpo nero).
Il termometro a infrarossi Fluke 64 MAX (distribuito da Distek) ha un campo di misura da -30 °C a 600 °C con una precisione di ±1 °C per la misura di temperature superiori a 0 °C. L’emissività va da 0,1 a 1 e la risoluzione ottica (D:S) è di 20:1.
Prerogative che ne fanno lo strumento adatto per la misura non a contatto della temperatura della lega fusa.
L'impostazione dell'ora e dell'intervallo desiderato tra le misurazioni con la funzione di acquisizione automatica consentono di rilevare automaticamente la temperatura. Inoltre visualizza la temperatura minima, massima o media, oppure la differenza tra due misure consentendo la registrazione di 99 dati. Allarmi di superamento delle soglie di minima e di massima consentono una rapida visualizzazione delle misure che non rientrano nei limiti impostati.
Termometro RTD HD2307
Il termometro a resistenza (o RTD dall'inglese Resistance Temperature Detector) HD2307.0 (prodotto da Delta OHM e distribuito da Distek) è uno strumento portatile utilizzato per rilevare i valori di temperatura in diversi contesti utilizzando sonde ad immersione, penetrazione, contatto o aria. È dotato di un display LCD per visualizzare le misure in gradi Celsius o gradi Fahrenheit.
Con questo strumento è possibile rilevare i valori massimo, minimo e medio delle misure che si intende acquisire, utilizzando la funzione MAX, MIN e AVG, rispettivamente.
Altre funzioni disponibili sono: la misura relativa REL, la funzione HOLD e lo spegnimento automatico escludibile.
Lo strumento funziona con sonde di temperatura provviste di modulo SICRAM (con sensore Pt100 al platino) oppure con sensore diretto Pt100 a 4 fili, Pt100 a 3 fili o Pt1000 a 2 fili. La corrente di eccitazione è scelta in modo tale da minimizzare gli effetti di auto riscaldamento del sensore. Il vantaggio del modulo SICRAM è quello di fungere da interfaccia tra il sensore posto nella sonda e lo strumento: un circuito con memoria permette allo strumento di riconoscere il tipo di sonda collegata e di leggerne i dati di funzionamento. Inoltre, questo modulo di riconoscimento automatico che fa in modo che le sonde al loro interno abbiano memorizzati i dati di calibrazione di fabbrica.
Nel caso del crogiolo della saldatrice a onda si utilizza la sonda ad immersione. La misura di temperatura ad immersione, si esegue introducendo la sonda nel liquido in cui si
vuole eseguire la misura per minimo 60 mm; il sensore è alloggiato nella parte terminale della sonda. Per ottenere la massima accuratezza nella misurazione, le sonde consigliate sono TP472I e TP472I.O. Con un tempo di risposta di 3 secondi, assicurano un’accuratezza di ±0,2 °C fino a 250 °C e di ±0,3 °C sopra ai 250 °C. Il range di misura varia dai -50 °C ai +300 °C della sonda TP472I.O ai -196/+500 °C della TP472I. Lo stelo di entrambe ha un diametro di 3 mm ed è lungo 230 mm (TP472I.O) o 300 mm (TP472I), impugnatura esclusa. Le sonde dispongono di un cavo da 2 metri per la connessione allo strumento.
Generalità sulle sonde Pt100
La sonda Pt100 è una termoresistenza al platino con resistenza nominale di 100 Ω a una temperatura di 0 °C (secondo la norma IEC 751); è utilizzata da molti anni per misurare le temperature in laboratorio o in applicazioni industriali. Ci sono anche altri sensori RTD (Resistance Temperature Detector) come le termoresistenze come Pt1000.
Questi componenti sono delle termoresistenze, cioè sensori con temperatura e resistenza elettrica in stretta connessione dove al variare di una misura varia anche l’altra. Avendo un coefficiente positivo, al crescere della temperatura cresce anche il valore resistivo.
L’utilizzo di una termoresistenza al platino è dovuto alla sua robustezza e al fatto di essere insensibile alle interferenze elettriche; rispetto ad altri rilevatori di temperatura Pt100 comporta i seguenti vantaggi:
- Ampio intervallo di temperatura, da -200 °C a +850 °C
- Curva di risposta quasi lineare
- Ottima precisione
- Stabilità e duratura
I sensori Pt100 sono realizzati in due tecnologie: a filo avvolto ed a film sottile.
I sensori a filo avvolto sono costituiti da un sottile filo di platino avvolto attorno a un nucleo di ceramica o di vetro.
Quelli a film sottile sono realizzati con le stesse tecnologie utilizzate in elettronica; un film di platino viene depositato su un substrato di ceramica per poi essere incapsulato. Il diametro varia da 1 a 5 mm per 10-50 millimetri di lunghezza.
La misura della temperatura è realizzata in funzione della resistenza assunta dal sensore, ma potrebbero essere presenti altre resistenze indesiderate dovute ai conduttori di collegamento e alle connessioni.
Questi valori resistivi, per quanto minimi, potrebbero introdurre errori di misura. Per ovviare al problema e compensare le resistenze indesiderate, la termoresistenza può essere collegata al circuito di misura dello strumento attraverso un collegamento che utilizza due, tre o quattro fili. Il modo per avere una misurazione quanto più precisa possibile consiste nell’utilizzare la PT100 con connessione a quattro fili. Con l’utilizzo di questo tipo di collegamento diminuisce l’influenza del cablaggio, che non interferisce pregiudicando l’accuratezza della misura. L’utilizzo del collegamento a quatto fili fa capo a un amplificatore operazionale in configurazione differenziale che favorisce una risposta rapida e precisa.
