MCA Strumentazione Industriale – Pirometri bicromatici ratio per ambienti severi
Pirometro a due colori (two-color ratio) per misura di temperatura su bersagli sporchi, in movimento o con emissività variabile — range 600-3000°C su 3 sottomodelli, D:S 280:1 con spot 2 mm, commutabile monocromatico/bicromatico, NEMA 4 (IP66)
Pirometri two-color / ratio pyrometer
Nei processi industriali ad alta temperatura — laminazione di acciaio a caldo, colata continua, forgia con scaglia, forni rotanti per cemento, calcinazione di refrattari, fonderia di metalli, trafileria di fili sottili — un pirometro monocromatico tradizionale produce letture inutilizzabili. Il problema non è il pirometro: è che l'ambiente cambia continuamente l'emissività del bersaglio o attenua la radiazione che lo raggiunge.
La tecnologia bicromatica (anche detta two-color, ratio pyrometer, pirometro a due colori) risolve il problema misurando la radiazione su due bande spettrali adiacenti e calcolando la temperatura dal rapporto dei due segnali. Il rapporto è quasi indipendente dall'emissività assoluta e dalle attenuazioni costanti del campo visivo: fumo, polvere, vapore, finestra sporca, occlusione parziale del bersaglio fino al 85-95% del campo visivo.
La serie MCA-2C è composta da tre sottomodelli che coprono insieme il range 600-3000°C: MCA-2C-6H1 per laminazione e trafileria standard, MCA-2C-6H2 per forgia e induzione fino a 1800°C, MCA-2C-6H3 dual wavelength fino a 3000°C per applicazioni estreme come burning zone di forno cemento, calcinazione magnesia, colata di acciaio inox.
Un pirometro monocromatico misura la radiazione termica del bersaglio su una sola banda spettrale. La temperatura calcolata dipende direttamente dall'emissività del materiale: se l'emissività varia (per ossidazione, finitura superficiale, condensato sulla superficie), la lettura sbaglia. Se la finestra ottica si sporca o il fumo attenua il segnale, la lettura cala progressivamente.
Un pirometro bicromatico misura la radiazione su due bande spettrali adiacenti (λ1 e λ2) e calcola la temperatura dal rapporto S(λ1)/S(λ2). La temperatura risultante dipende dalla forma dello spettro di emissione del bersaglio (legge di Planck) e non dall'ampiezza assoluta dei segnali.
Questo è il motivo per cui il bicromatico è immune a:
I limiti: il bicromatico non funziona se l'emissività è molto diversa tra le due bande (alcuni semiconduttori, alcune ceramiche speciali), se l'attenuazione del percorso è selettiva in λ (presenza di gas con bande di assorbimento intense come CO2 a 4,3 µm o H2O a 2,7 µm — risolto scegliendo bande in finestre atmosferiche pulite), o se il bersaglio è semi-trasparente nelle bande di lavoro (vetro fuso, alcune plastiche).
Tre sottomodelli per coprire l'intero range applicativo. Tutti condividono D:S 280:1, accuratezza 0,75% FS, response time 5 ms, NEMA 4 (IP66), display LED integrato, output 4-20 mA e RS-485, modalità commutabile monocromatico/bicromatico. Differiscono per range di temperatura e configurazione spettrale ottimizzata.
Range standard industria
Range medio-alto, multi-applicazione
Dual wavelength, applicazioni estreme
I tre sottomodelli della famiglia MCA-2C: H1 per range standard industriale, H2 per range medio-alto multi-applicazione, H3 dual wavelength per applicazioni estreme come burning zone forno cemento e calcinazione di refrattari ad alta purezza.
Quando scegliere bicromatico e quando monocromatico è una decisione tecnica che dipende dal processo specifico. Questa tabella aiuta a orientarsi sulle 10 caratteristiche operative principali.
| Caratteristica | Monocromatico tradizionale | Bicromatico MCA-2C |
|---|---|---|
| Sensibilità a emissività variabile | Alta — errore proporzionale a Δε/ε | Bassa — purché grey body |
| Misura attraverso fumo o vapore | Letture instabili o sottostimate | Compensazione automatica |
| Bersagli sporchi di scaglia (laminazione) | Solo con ε ben calibrata | Risposta naturale, no calibrazione ε |
| Bersagli piccoli o parzialmente occlusi | Spot deve essere ≤ bersaglio | Fino a 85-95% di occlusione |
| Sporcamento progressivo finestra ottica | Lettura cala progressivamente | Trasparente alla deriva di trasmittanza |
| Range alta temperatura (>2000°C) | Disponibile su modelli dedicati | MCA-2C-6H3 fino a 3000°C |
| Costo strumento | Inferiore (-30-50% vs bicromatico) | Superiore |
| Ambienti puliti e ε stabile (es. ricottura controllata) | Più che adeguato | Sovradimensionato |
| Materiali non grey body (semiconduttori) | Funziona con compensazione | Non adatto, serve MCA-IRT-W |
| Misura su superfici riflettenti (alluminio brillante) | Solo con banda corta dedicata | Funziona, ma MCA-IRT-W-2600 è ottimale |
In sintesi: bicromatico dove l'ambiente è severo o l'emissività variabile; monocromatico dove l'ambiente è controllato e l'emissività stabile. Per applicazioni specifiche su alluminio brillante o semiconduttori esistono famiglie dedicate (MCA-IRT-W, MCA-SC).
Caratteristiche differenzianti rispetto ai bicromatici tipici del mercato italiano (Optris CTratio 1M, CSvision R1M/R2M, CellaCast PA 81/83, PYROSPOT serie 47, CEIA).
Il sottomodello MCA-2C-6H3 dual wavelength copre 1000-3000°C — il range più ampio della categoria. Permette di gestire applicazioni estreme come la calcinazione di magnesia (1900-2000°C) e la burning zone del forno rotante cemento (fino a 1900°C di fiamma) con un unico strumento, senza dover ricorrere a configurazioni speciali.
A distanza ravvicinata con accessorio close-focus il MCA-2C misura uno spot di 2 mm di diametro. È la specifica abilitante per la trafileria di filo e tondino di acciaio (bersagli di pochi millimetri), per i tubifici (target tubolare in scorcio), per la fonderia di rame (canali di colata stretti).
Lo stesso strumento può essere usato in modalità bicromatica (ratio, default) o monocromatica su una singola banda. Permette taratura incrociata, gestione di bersagli momentaneamente assenti, verifica di letture sospette, adattamento a condizioni operative variabili — senza dover acquistare due strumenti diversi.
Custodia protetta contro polveri, getti d'acqua, urti meccanici di serie su tutti i sottomodelli. Per ambienti più estremi (acciaierie, forni rotanti, fonderie) disponibili accessori: camicia di raffreddamento ad acqua per servizio pesante, air-purge integrato, finestra di protezione in quarzo o zaffiro.
Display LED a 4 cifre con tasti di navigazione sul retro dello strumento per impostare emissività, ratio compensation, attenuation, peak/valley hold, response time, average. Niente PC portatile o software dedicato necessario in fase di commissioning: tecnico di installazione configura sul posto.
La differenza vera con i bicromatici comprati online da catalogo: MCA analizza il processo specifico (geometria, range atteso, ambiente, vincoli di installazione, integrazione PLC) e propone H1, H2 o H3 con la configurazione corretta di accessori e parametri iniziali. Calibrazione tracciabile con corpo nero, ricalibrazione periodica programmata, supporto in italiano.
Installazione tipica del MCA-2C-6H1 su laminatoio acciaio: il pirometro è montato perpendicolarmente al nastro in uscita di gabbia, a distanza di 1,5-3 m con air-purge a flusso continuo. Il bicromatico gestisce naturalmente la scaglia variabile, il vapore degli spruzzi di raffreddamento e l'occlusione parziale del campo visivo.
Dove il bicromatico è la scelta tecnicamente corretta — i clienti italiani lo usano principalmente in queste 12 configurazioni.
Nastri, billette e profilati a 800-1250°C con scaglia di ossido variabile, fumi e spruzzi di raffreddamento. MCA-2C-6H1 è la configurazione standard del laminatore italiano.
Paniere, lingottiera, raffreddamento secondario di acciaio liquido a 1100-1600°C con vapore intenso e fumo da olio di stampaggio. MCA-2C-6H3 dual wavelength.
Forgia di acciai al carbonio, leghe aerospace, super-leghe a 900-1300°C su pressa e stampo con scaglia abbondante. MCA-2C-6H2 in uscita pressa.
Sinterizzazione del clinker a 1400-1500°C in ambiente con fiamma diretta, polveri, fumi di combustione. MCA-2C-6H3 è la configurazione obbligata.
Shaft kiln e forni rotanti di calcinazione refrattari a 1500-2000°C con polveri abrasive intense. MCA-2C-6H3 dual wavelength.
Filo e tondino di acciaio a 700-1100°C, bersagli di pochi millimetri visti da distanza. D:S 280:1 e spot 2 mm sono le specifiche abilitanti.
Riscaldamento ad induzione a 500-1300°C in ambiente con campo elettromagnetico e fumi. MCA-2C-6H2 con accessori di schermatura, o passaggio a MCA-FOT su zone HF.
Ferro fuso in canali di colata, rame e ottone in fonderia, leghe per fonderia con scoria superficiale. Compensazione di occlusione parziale.
Per vetro fuso in feeder il MCA-2C funziona, ma la scelta ottimale è MCA-IRT-W-1550 high-accuracy a banda 1550 nm dedicata. Bicromatico solo dove l'occlusione è dominante.
Calcinazione di farina cruda a 850-950°C con fiamma del bruciatore secondario. MCA-2C-6H1 standard.
Quenching di acciai inox e leghe speciali con emissività variabile durante il raffreddamento rapido. Bicromatico più affidabile del monocromatico standard.
Tubi acciaio in uscita pressa di estrusione o laminatoio mandriato, visti in scorcio con riempimento parziale del campo visivo. Tolleranza all'occlusione fino al 95%.
MCA-2C-6H3 dual wavelength su burning zone di forno rotante cemento: il pirometro guarda attraverso un'apertura del mantello, con air-purge continuo e raffreddamento ad acqua dell'housing. Misura il clinker a 1400-1500°C ignorando fiamma, polveri e fumi di combustione.
Specifiche di riferimento del MCA-2C-6H2, configurazione più richiesta. MCA-2C-6H1 e MCA-2C-6H3 hanno specifiche analoghe con range di temperatura e configurazione spettrale adattati.
| Famiglia | MCA-2C — Pirometri bicromatici ratio (two-color) |
| Sottomodelli | MCA-2C-6H1 (600-1400°C), MCA-2C-6H2 (800-1800°C), MCA-2C-6H3 (1000-3000°C dual wavelength) |
| Principio di misura | Rapporto di radiazione (radiation ratio) su due bande spettrali adiacenti |
| Range spettrale | 0,8-1,1 µm (H1, H2) · 0,4-1,1 µm dual wavelength (H3) |
| Modalità operative | Bicromatica (ratio, default) + monocromatica commutabile |
| Accuratezza | 0,75% del valore di fondo scala |
| Ripetibilità | 0,3% FS |
| Response time | 5 ms (configurabile fino a 1 s tramite filtro digitale) |
| Rapporto D:S | 280:1 con sighting through-the-lens (mira ottica coassiale) |
| Spot minimo | 2 mm (con accessorio close-focus) |
| Ratio adjustment | Regolabile 0,85-1,15 per compensazione di emissività relativa tra le due bande |
| Emissività (modo mono) | Regolabile 0,10-1,00 in step di 0,01 |
| Output analogico | 4-20 mA isolato, span e zero configurabili |
| Output digitale | RS-485 Modbus RTU bidirezionale |
| Alarm setpoint | 2 setpoint configurabili, uscita relay |
| Display | LED a 4 cifre con tasti di navigazione integrati |
| Funzioni speciali | Peak hold, valley hold, average, attenuation, ambient temperature compensation |
| Alimentazione | 24 VDC ±10%, consumo 150 mA tip. |
| Temperatura ambiente operativa | 0-65°C (estendibile a 200°C con water cooling jacket) |
| Protezione meccanica | NEMA 4 / IP66 — protetta da polveri, getti d'acqua, urti |
| Materiale housing | Alluminio anodizzato, ottica in vetro ottico (banda corta) |
| Dimensioni | Cilindrico Φ60 × 240 mm (housing standard) |
| Peso | ~1,2 kg (senza accessori) |
| Accessori disponibili | Air-purge collar, water cooling jacket, cannone di vista in inox, finestre di protezione in quarzo/zaffiro/BK7, staffe di mounting |
| Calibrazione | Certificato di taratura con corpo nero di riferimento tracciabile incluso |
| Garanzia | 2 anni standard MCA, estendibile |
Set completo di accessori per installazione MCA-2C in ambiente severo: air-purge collar a flusso continuo per pulizia della lente, water cooling jacket per ambiente caldo, cannone di vista in inox per accesso al bersaglio attraverso il refrattario.
Vendere un pirometro bicromatico è facile; farlo funzionare correttamente nel processo del cliente è molto meno. La differenza con i bicromatici comprati a catalogo online sta in queste quattro cose concrete.
H1, H2 o H3 non sono "lo stesso pirometro a tre prezzi": sono tre configurazioni ottimizzate per range di temperatura diversi. Sbagliare la scelta significa lavorare nei limiti dello strumento (perdita di accuratezza, saturazione del segnale, response time degradato). Definiamo insieme range atteso, geometria, ambiente, vincoli di installazione.
Su forni rotanti, acciaierie, fonderie il pirometro è solo metà del lavoro. Forniamo air-purge collar, water cooling jacket, cannone di vista in inox o ceramica, finestre di protezione in quarzo/zaffiro/BK7, staffe di mounting smorzate, kit di parametrizzazione PLC. Tutto integrato in un singolo pacchetto di installazione completo.
Certificato di calibrazione con corpo nero di riferimento tracciabile incluso ad ogni unità. Su richiesta ricalibrazione periodica annuale (semestrale su processi critici come burning zone forno cemento o colata continua) in laboratorio MCA o presso il cliente. Per chi ha flotte multiple offriamo piani di manutenzione termica calendarizzati.
MCA-2C è una delle sette famiglie di pirometri MCA. Per applicazioni dove il bicromatico non è la scelta ottimale (alluminio brillante, semiconduttori, vetro fuso) abbiamo le famiglie dedicate MCA-IRT-W, MCA-SC. Per induzione il MCA-FOT a fibra ottica. Un unico interlocutore per l'intera strumentazione termica di processo.
Indicaci l'applicazione (laminazione/colata/forgia/induzione/forno rotante/calcinazione/trafileria), il range di temperatura atteso, la geometria del bersaglio e la distanza dal punto di installazione, l'ambiente operativo (polveri, fumi, vapore, vibrazione, temperatura ambiente), eventuali vincoli di integrazione con PLC o sistemi di automazione esistenti. Rispondiamo entro 24 ore lavorative con la configurazione consigliata tra MCA-2C-6H1, H2, H3 e tutti gli accessori di installazione necessari.
Un pirometro bicromatico (anche detto two-color, ratio pyrometer o pirometro a due colori) misura simultaneamente la radiazione termica del bersaglio su due bande spettrali adiacenti e calcola la temperatura dal rapporto dei due segnali. Il rapporto è quasi indipendente dall'emissività assoluta del materiale (purché sia uguale nelle due bande, condizione verificata sulla maggior parte dei metalli e materiali a alta temperatura) e dalle attenuazioni costanti del campo visivo (polvere, fumo, finestra sporca, vapore, occlusione parziale fino all'85-95% del campo). Il bicromatico è la tecnologia di scelta per ambienti severi dove un monocromatico tradizionale produrrebbe letture inutilizzabili.
Il bicromatico serve quando una o più di queste condizioni si verificano: emissività del materiale variabile o sconosciuta (acciai inox in ossidazione progressiva, leghe speciali); bersaglio visto attraverso fumi, polveri, vapore, spruzzi di raffreddamento (laminazione, colata continua, forni rotanti); bersaglio più piccolo del campo visivo o parzialmente occluso (trafileria di filo, fonderia con scoria superficiale); finestra di accesso del processo che si sporca progressivamente (forni di calcinazione, atmosfera di combustione). In ambienti puliti e con emissività stabile (es. forno di tempra controllato, ricottura in atmosfera neutra) il monocromatico è perfettamente adeguato e meno costoso.
La famiglia MCA-2C copre da 600 a 3000°C su tre sottomodelli complementari: MCA-2C-6H1 (600-1400°C, ideale per laminazione e trafileria), MCA-2C-6H2 (800-1800°C, range medio-alto per forgia e induzione), MCA-2C-6H3 (1000-3000°C, dual wavelength per applicazioni estreme come burning zone forno cemento, calcinazione magnesia, colata acciaio inox). La scelta del sottomodello dipende dal range atteso nell'applicazione specifica: contattaci per una selezione tecnica gratuita.
Sì. Tutti i modelli MCA-2C sono commutabili dal pannello di controllo tra modalità bicromatica (ratio, default) e modalità monocromatica su una singola banda spettrale. Questo permette di verificare la coerenza delle letture, eseguire taratura incrociata, gestire applicazioni dove il bersaglio è momentaneamente assente o molto piccolo, e adattare la misura a condizioni operative diverse senza cambiare strumento. È una caratteristica differenziante rispetto ai bicromatici a singola modalità.
Il MCA-2C mantiene letture affidabili anche con occlusione del campo visivo fino al 85-95%, ovvero quando il bersaglio occupa solo il 5-15% dello spot pirometrico. Questa caratteristica è critica per applicazioni come trafileria di filo (bersaglio di pochi millimetri di diametro), tubifici (target tubolare visto in scorcio), colata continua con vapore o spruzzi, forni rotanti con polveri attraverso l'apertura. Il limite esatto dipende dal sottomodello e dalla qualità del rapporto segnale/rumore nelle condizioni operative.
D:S = 280:1 con sighting through-the-lens (mira ottica attraverso lo stesso percorso ottico della misura). A 1 metro lo spot è di 3,6 mm; a 2 metri di 7 mm; a 5 metri di 18 mm; a 10 metri di 36 mm. Lo spot minimo dichiarato è di 2 mm (a distanza ravvicinata, con accessorio close-focus). Il D:S elevato è essenziale per applicazioni siderurgiche e di trafileria, dove il bersaglio ha dimensioni di pochi millimetri e va misurato a distanza di sicurezza dal forno o dalla pressa.
Uscita analogica 4-20 mA (selezionabile sul range di temperatura, isolata galvanicamente) per il collegamento diretto al PLC o al sistema di controllo del processo. Interfaccia digitale RS-485 Modbus RTU bidirezionale per parametrizzazione, scarico dati e integrazione SCADA. Possibili uscite alarm setpoint configurabili. Display LED integrato per impostazione locale dei parametri (range, emissività in modo monocromatico, ratio compensation in bicromatico, attenuation, peak/valley hold, response time, average) senza necessità di PC portatile in fase di commissioning.
Sì. Custodia con grado di protezione NEMA 4 (equivalente IP66): protetta contro polveri, getti d'acqua, urti meccanici. Per ambienti con polveri elevate (forni rotanti di cemento, shaft kiln di refrattari, fonderia) si abbina sempre un sistema di air-purge con aria compressa pulita davanti alla lente, e per zone con temperatura ambiente sopra 60-70°C un sistema di raffreddamento dell'housing ad aria o acqua. Forniamo tutti gli accessori di installazione completi al pirometro.
Sì, ogni unità MCA-2C è fornita con certificato di calibrazione su sorgente corpo nero di riferimento tracciabile. Per applicazioni che richiedono accreditamento ACCREDIA o riferibilità a campioni internazionali NIST/PTB possiamo fornire taratura presso laboratorio accreditato. Gestiamo ricalibrazioni periodiche annuali (semestrali per applicazioni critiche tipo burning zone forno cemento o colata continua) in laboratorio MCA o presso il cliente.
MCA fornisce pirometri bicromatici industriali con supporto tecnico applicativo, accessori di installazione completi, calibrazione tracciabile e ricalibrazioni periodiche su tutto il territorio italiano. Lavoriamo con acciaierie, laminatoi, fonderie, trafilerie, forge, vetrerie, cementifici, produttori di refrattari, fornaci di laterizi, OEM costruttori di linee di trattamento termico, società di service termico ed energy manager indipendenti.