La misura delle grandezze fisiche attraverso sensori di precisione

manometro

Concepita in un primo momento per un uso industriale, la strumentazione elettronica con il passare del tempo ha ampliato il proprio raggio d’azione raggiungendo anche ambiti differenti come per esempio il settore museale. Ciò non toglie che il suo utilizzo principale riguardi ancora il monitoraggio di molteplici processi produttivi, nei settori più diversi: la logistica e l’automotive, in primis, ma anche il trasporto dei prodotti alimentari e il condizionamento. Il panorama dei sensori è decisamente ampio e variegato, e sono numerose le grandezze che possono essere misurate: non solo quelle base, come la temperatura, ma anche quelle derivate, come la pressione.

I sensori per la misura di pressione: i manometri

I manometri, come quelli prodotti da Comhas, sono strumenti deputati alla misurazione della pressione relativa dei fluidi. In particolare, essi permettono di misurare le pressioni che hanno un valore più elevato della pressione atmosferica; nel caso di valori più bassi, infatti, si ricorre a un vuotometro, o vacuometro. La maggior parte dei manometri serve a misurare una pressione relativa, che corrisponde alla differenza tra il valore della pressione atmosferica registrato nel punto di misura e la pressione dell’ambiente per cui si vuole ottenere la misura. Tra i manometri di questo genere, vale la pena di menzionare i modelli Bourdon, quelli a membrana e quelli a U.

Come è fatto un manometro a U

Un manometro a U è formato da un tubo curvato a U, in genere trasparente, che viene riempito con un liquido di cui è nota la densità. Una delle due estremità del tubo (chiamato anche sonda manometrica o tubo manometrico) è collegata direttamente con l’ambiente di misura, a differenza dell’altra che, invece, è lasciata aperta all’atmosfera. La semplicità è uno dei punti di forza del manometro a U, che ha il pregio di non essere soggetto a guasti.

I sensori per la misura di portata

I sensori per la misura di portata (conosciuti anche come trasduttori) sono strumenti utilizzati per rilevare la velocità del flusso dei liquidi e dell’aria. I principi di misura che possono essere adottati sono vari: per esempio un contatore definisce la quantità che defluisce, oppure si calcola la portata tramite le unità di analisi tenendo conto della velocità del flusso. In alcuni casi, i sensori possono sfruttare gli ultrasuoni per effettuare una misura senza contatto. Il principale beneficio che deriva da questa soluzione consiste nella mancata esposizione dei sensori ai fluidi che devono essere misurati. I trasduttori che fanno riferimento al principio manometrico di una pellicola termica possono essere installati senza difficoltà nei condotti di ventilazione e sono in grado di operare in un range di portata e di temperatura molto ampio. I trasduttori di portata per aria, invece, vengono adoperati per la climatizzazione, per la ventilazione e per il riscaldamento.

I sensori per la misura di temperatura

I sensori di temperatura possono avere caratteristiche diverse in funzione delle prestazioni necessarie e della tipologia di applicazione; per esempio, la misurazione può essere eseguita a contatto con il target oppure non a contatto. La termocoppia è un esempio di sonda a contatto: ha il pregio della convenienza economica e anche per questo viene largamente impiegata nel settore industriale, anche se non è consigliata per i processi rapidi e tende a usurarsi con il passare del tempo. Tra i sensori di temperatura che non entrano a diretto contatto con il target ci sono, invece, quelli IR, cioè a infrarossi. I tempi di risposta sono più veloci, e funzionano per mezzo della trasmissione del calore per irraggiamento. Un particolare esempio di sensore di temperatura a infrarossi può essere individuato nel pirometro, che in genere garantisce un livello di affidabilità superiore a quello di una termocoppia o di una sonda a contatto classica.

I sensori per la misura di umidità

Infine, i sensori di umidità offrono la possibilità di misurare e di tenere sotto controllo il livello di umidità nel settore dell’elettronica di consumo, ma anche in applicazioni ambientali, biomediche o industriali. Conosciuti anche come igrometri, possono essere distinti in sensori di umidità relativa e sensori di umidità assoluta in base alla tipologia di grandezza che viene misurata. Un’altra distinzione è quella tra sensori resistivi e sensori capacitivi. Nel settore della domotica, i sensori per la misura di umidità consentono di monitorare il livello di umidità nelle serre e negli ambienti che frequentiamo tutti i giorni, come i luoghi di lavoro e le abitazioni private. Le industrie metallurgiche e chimiche, le raffinerie e le fornaci, invece, rappresentano alcuni degli ambiti industriali che richiedono l’impiego di questi sensori. Si tratta di contesti in cui un alto livello di umidità permette di ridurre il pericolo di incendio, diminuendo la quantità di ossigeno presente nell’aria.

 

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