sensori

I sensori di pressione si prestano a essere utilizzati in numerosi ambiti, a livello industriale e non solo: basti citare, fra gli altri, il campo del trattamento dell’acqua e quello degli antifurti per le abitazioni, ma anche il settore delle macchine utensili, quello navale, quello ferroviario, quello oleodinamico, e così via. Noti anche con il nome di trasduttori di pressione, questi sensori vengono impiegati nel mondo dell’automazione industriale, spesso in sinergia con altri sensori, al fine di misurare una grande varietà di parametri, come per esempio l’altitudine, la velocità, il flusso di acqua e il suo livello. Il meccanismo di funzionamento si basa sulla proporzionalità fra la resistenza elettrica e la pressione applicata, la quale si traduce in segnale elettrico.

Le tipologie dei sensori di pressione

A seconda delle necessità che devono essere soddisfatte, i sensori di pressione possono essere di tre tipi: piezoresistivi, a film spesso o a film sottile. Questi ultimi sono come estensimetri elettrici a resistenze con una griglia di filo metallico molto sottile collocato su una base in plastica. Si incolla sulla superficie, le cui deformazioni vengono seguite dal filo che, così, diventa più corto e più lungo proprio come la superficie. Sono tali modifiche a determinare la variazione della resistenza elettrica del filo, che poi viene misurata. Sensori di pressione di questo tipo sono quelli che vengono impiegati per le macchine spara neve, per le cisterne di bitume e per le attrezzature di vinificazione.

I pressostati

I pressostati, invece, sono le soluzioni da preferire per quelle applicazioni nelle quali basta controllare che la pressione rimanga al di sotto di un certo valore target. Questi componenti meccanici possono essere installati in modo semplice e vantano anche una notevole facilità di utilizzo. Basta collegare al processo la porta di pressione: a quel punto l’uscita digitale a relè viene gestita dal pressostato, senza che vi sia bisogno di alimentazione, e così viene segnalato se la pressione che si sta misurando è oltre la soglia predefinita o non l’ha superata.

I sensori di pressione differenziale senza membrana

I sensori di pressione differenziale senza membrana sono necessari quando si deve procedere con la misurazione di pressioni differenziali espresse generalmente in Pascal. Il loro funzionamento sfrutta la capacità di trasporto del calore da parte dei gas. Un micro canale collega una porta del sensore con l’altra, ed è caratterizzata dalla presenza di un elemento riscaldante che aumenta la temperatura del gas. Più elevato è il delta di temperatura fra il punto a monte del riscaldatore e quello a valle, più consistente è il flusso, vale a dire la differenza di pressione fra l’una e l’altra porta. I sensori di questo tipo sono particolarmente sensibili alle basse pressioni.

I sensori a membrana nel settore alimentare

Il campo alimentare è uno dei settori industriali in cui il ricorso ai sensori a membrana è raccomandato per i benefici che ne possono scaturire. Infatti, fra il sensore e la membrana non c’è olio, e questo vuol dire che nel caso in cui si dovesse verificare una rottura non ci sarebbe alcun rischio di contaminazione del prodotto. Per impedire che il prodotto si depositi sulla filettatura, poi, si può prevedere la presenza di una guarnizione di tenuta frontale.

I trasmettitori di pressione immergibili

Proseguendo nella rassegna dei sensori di pressione che possono essere impiegati a livello industriale vale la pena di menzionare i trasmettitori di pressione immergibili, a cui si fa riferimento quando si deve provvedere alla misurazione del livello di un impianto di depurazione, di un serbatoio, di una falda acquifera o di un pozzo. Questi trasmettitori sono progettati e realizzati per risultare impermeabili e robusti, e quindi sono in grado di fronteggiare qualunque range di temperatura.

Gli altri sensori di pressione

I sensori piezoresistivi variano la resistenza a seconda della resistività del materiale sensibile quando avviene una deformazione. Dal punto di vista della struttura sono abbastanza simili agli estensimetri, che però variano la resistenza quando cambiano la sezione del conduttore del sensore e la lunghezza. I sensori capacitivi, invece, sono formati da una membrana di ceramica rivestita di film spesso; funzionano per la capacità dei condensatori di rilevare la capacità elettrica. La tecnologia al quarzo è, invece, alla base dei sensori piezoelettrici, in cui il cristallo agisce come un condensatore.

Varie tipologie di sensori di pressione

In un sensore di pressione, la deformazione della membrana è più o meno elevata a seconda del gap tra le pressioni che colpiscono le due superfici di quella membrana. La pressione che deve essere misurata spinge una faccia, mentre l’altra è a contatto con un’altra pressione da misurare o con la pressione atmosferica: nel primo caso si parla di sensori di pressione differenziale, mentre nel secondo caso si parla di sensori di pressione relativa. Un sensore di pressione assoluta, invece, è quello in cui una delle due facce è a contatto col vuoto.