Il tubo di calore è essenzialmente una camera chiusa realizzata
in materiali e forme diverse a seconda degli impieghi, le cui pareti interne sono lavorate a struttura capillare. All'interno viene inserita una
determinata quantità di un fluido di lavoro scelto in funzione del campo di
temperatura e dell'utilizzo previsto. Un sistema di riscaldamento ed uno di
refrigerazione sono posti alle estremità opposte del tubo. Nella sezione di
riscaldamento il fluido vaporizza e il vapore fluisce verso la sezione
opposta dove, grazie al sistema di refrigerazione, esso ricondensa. L'utilizzo di un gas inerte permette il controllo della pressione all'interno del tubo, regolando di conseguenza la temperatura a cui avviene la transizione di fase del fluido. Mediante uno specifico sistema di controllo della pressione, progettato e realizzato presso l'IMGC, e basato su un termometro a resistenza di platino come sensore,si ottengono stabilità di temperatura dell'ordine di pochi decimi di millesimo di kelvin e uniformità di temperatura nella zona di misura di qualche millesimo di kelvin.
I tubi di calore a controllo di pressione (GCHP) vengono utilizzati presso l'IMGC per lo studio di transizioni di fase vapore-liquido di sostanze pure
(acqua, mercurio, potassio, sodio), operando tra 100 °C e 1000 °C. Mediante
GCHP è inoltre possibile la determinazione delle curve di transizioni di
fase di metalli e fluidi di lavoro, a un livello di incertezza migliore di
qualunque lavoro precedente.
Un sistema, realizzato e messo a punto all'IMGC, denominato "Amplificatore
di Temperatura" (TA), prevede l'accoppiamento di GCHP riempiti con sodio e
con mercurio di elevata purezza, collegati alla stessa linea di controllo
della pressione. L'elevata stabilità e ripetibilità di temperatura nel Hg,
di pochi decimi di millesimo di kelvin, tra 240 °C e 400 °C viene
amplificata nel tubo Na, tra 660 °C e 962 °C, ovviando ai problemi di
instabilità e non unicità dei termometri ad alta temperatura, risultando
inoltre migliore alle misurazioni effettuate al punto di solidificazione Ag.
Sono attualmente disponibili nuovi GCHP espressamente realizzati, sotto
disegno e progetto IMGC, per la termometria primaria, prodotti in tipi
diversi, per diversi campi di temperatura. La disponibilità di nuovi GCHP
soddisfa sia alle richieste dei laboratori di taratura, che eseguano
tarature per confronto, sia dei laboratori metrologici nazionali, nell'
ambito della ricerca, per lo studio della Scala Internazionale di
Temperatura. Il Comitato Consultivo per la Termometria del BIPM, ha
ufficialmente espresso interesse verso il proseguimento delle ricerche sull'utilizzo della curva di transizione di fase liquido-vapore del sodio per la definizione della temperatura tra i punti fissi dell'Al e dell'Ag.
Alcuni contratti sono attivi con Laboratori di altre Nazioni e con
Università italiane; un progetto Euromet per la circolazione di un campione
di TA, coordinato dall'IMGC, è in fase di avvio.
Vedi anche:
Immagini: