Il compressore d'aria funziona correttamente? Verifica che questi quattro test siano stati eseguiti correttamente.

Le attuali soluzioni di rilevamento del livello di maturità includono principalmente le seguenti tipologie:

Il sensore di livello a galleggiante (tipo reed switch) è il metodo più comune e tradizionale. La struttura è molto semplice: un galleggiante è fissato a un tubo, all'interno del quale sono installati una serie di reed switch e catene di resistenze. Il galleggiante si muove su e giù in base al livello del liquido e i magneti al suo interno attraggono i reed switch, collegando le diverse posizioni delle resistenze. Il trasmettitore converte questo segnale in un'uscita analogica da 4-20 mA. Il vantaggio principale di questa soluzione è il costo contenuto e l'indipendenza dal fluido. Funziona bene con acqua, olio e refrigeranti. Tuttavia, i componenti meccanici come il galleggiante e l'asta di collegamento sono soggetti a intasamenti e blocchi, e si usurano nel tempo.

Il sensore di livello a trasduttore piezoelettrico è sempre più diffuso negli ultimi tempi. Il suo principio di funzionamento è simile a quello di una forchetta metallica: la sonda vibra ad alta frequenza e, una volta immersa nel liquido, la frequenza di vibrazione cambia. Il circuito rileva questa variazione e attiva il sensore. Questo tipo di dispositivo è generalmente utilizzato per allarmi di livello minimo e massimo e non per la misurazione continua del livello del liquido, ma offre una risposta rapida, è resistente allo sporco e non teme bolle d'aria o incrostazioni leggere. Nel nostro precedente impianto, il galleggiante meccanico si bloccava spesso, ma dopo averlo sostituito con un sensore a trasduttore piezoelettrico, non abbiamo più riscontrato problemi.

La misurazione del livello dei liquidi tramite ultrasuoni è una soluzione senza contatto. Il sensore viene fissato alla parete esterna del serbatoio e l'onda longitudinale si propaga lungo la parete stessa. Il livello del liquido influisce sulla perdita di propagazione dell'onda sonora e, misurando l'intensità del segnale, è possibile calcolare il livello del liquido. I vantaggi sono che non richiede fori o contatto ed è molto compatibile con i sistemi di tenuta. Tuttavia, questo sistema è relativamente costoso e viene solitamente utilizzato per il monitoraggio di componenti chiave.

Attualmente, i principali sensori per il rilevamento delle alte temperature utilizzati nell'industria dei compressori si suddividono in tre categorie:

Le termocoppie sono da sempre utilizzate nelle applicazioni ad alta temperatura. Il loro principio di funzionamento si basa sulla saldatura di due metalli diversi: quando la temperatura varia, si genera un piccolo potenziale termoelettrico nella giunzione, e la misurazione di questa tensione permette di determinare la temperatura. Il tipo più comunemente utilizzato è quello di tipo K (nichel-cromo - nichel-silicio), in grado di gestire temperature fino a diverse migliaia di gradi. Le porte di scarico dei compressori industriali sono adatte all'utilizzo di termocoppie. Lo svantaggio è la necessità di una compensazione aggiuntiva per la parte fredda e la relativa debolezza del segnale (dell'ordine dei millivolt), che lo rende soggetto a interferenze.

Le resistenze al platino Pt100/Pt1000 sono tipiche dei metodi di misurazione della temperatura basati sulla resistenza. La resistenza del platino ha una relazione lineare fissa con la temperatura (0 °C corrisponde esattamente a 100 Ω) e, misurando la resistenza, è possibile calcolare inversamente la temperatura. La precisione delle resistenze Pt100 è molto superiore a quella delle termocoppie (fino a ±0,1 °C) e funzionano bene nell'intervallo di temperatura da -200 °C a 600 °C. Oggi, le temperature dell'acqua e dell'olio di molti compressori vengono misurate direttamente utilizzando le resistenze Pt100 e i metodi di connessione a tre o quattro fili possono ridurre significativamente gli errori di cablaggio e semplificare le regolazioni in loco.

I termistori NTC rappresentano una soluzione economica e a risposta rapida. Sono realizzati con materiali semiconduttori e la loro resistenza diminuisce di una certa quantità per ogni lieve aumento di temperatura. I loro vantaggi sono le dimensioni ridotte e la risposta rapida (dell'ordine dei millisecondi), ma l'intervallo di temperatura di funzionamento è ristretto, generalmente non superiore a 150 °C, e non sono adatti per condizioni di alta temperatura. Tuttavia, sono ampiamente utilizzati in alcuni piccoli compressori mobili, che risultano economici e facili da usare.

Il flussimetro termico di massa è specificamente progettato per gas come l'aria compressa. Il suo principio di funzionamento può essere compreso come segue: la sonda del sensore è dotata di due sonde di temperatura. Una viene riscaldata continuamente (mantenendo una differenza di temperatura fissa superiore a quella del gas), mentre l'altra è una sonda di riferimento per misurare la temperatura del gas stesso. Quando il gas fluisce, assorbe parte del calore dalla sonda riscaldante e, maggiore è la dissipazione del calore, maggiore sarà la velocità di flusso del gas e il volume. In base a questa quantità di calore dissipato, è possibile calcolare direttamente la portata massica.

Questa soluzione offre diversi vantaggi particolarmente pratici: in primo luogo, fornisce direttamente la portata massica (Nm³/h), eliminando la necessità di compensazioni aggiuntive di temperatura e pressione e semplificando notevolmente il processo. In secondo luogo, il campo di misura è molto ampio (1:100 o addirittura 1:200), consentendo di misurare sia le portate elevate tipiche della produzione a pieno regime, sia piccoli segnali di perdita. In terzo luogo, non ha parti in movimento, non è soggetta a usura, presenta perdite di carico estremamente basse e non spreca energia.

Il flussometro a vortice è un'altra soluzione comunemente utilizzata. Sfrutta il principio della scia di vortici di Karman: quando un fluido scorre attorno a una colonna triangolare, si generano vortici alternati su entrambi i lati e la frequenza dei vortici è strettamente proporzionale alla velocità del flusso. Il suo vantaggio risiede nell'elevata resistenza alle alte temperature e pressioni e nella robusta struttura, che lo rendono molto affidabile nelle condotte principali e nelle applicazioni con diametri elevati. Tuttavia, fornisce una misurazione della portata volumetrica e necessita di correzioni in base alla temperatura e alla pressione. Se il gas contiene umidità o olio, la precisione della misurazione ne risentirà.

Nell'industria dei compressori, i sensori di pressione ceramici rappresentano una delle soluzioni più diffuse. Il loro funzionamento si basa sul principio dell'"effetto piezoresistivo": la pressione agisce direttamente sul diaframma ceramico, provocandone una leggera deformazione. Di conseguenza, il valore di resistenza sul lato posteriore del resistore a film spesso (che forma un ponte di Wheatstone) varia. Il ponte genera quindi un segnale di tensione proporzionale alla pressione. Perché la ceramica è così utile? Perché possiede elevata elasticità, resistenza alla corrosione, all'usura, agli urti e alle vibrazioni, oltre a una stabilità particolarmente elevata, con una deriva annua inferiore allo 0,2% FSO. Inoltre, può funzionare stabilmente in un ampio intervallo di temperature, da -40 °C a 135 °C, anche nelle difficili condizioni operative dei compressori.

Sono comuni anche i sensori di pressione a diffusione di silicio. Il principio è simile a quello dei sensori ceramici, con la differenza che l'elemento sensibile utilizza materiale al silicio e offre una precisione spesso superiore, ma è anche più sensibile alla temperatura e alle interferenze elettromagnetiche. Sono adatti per alcuni scenari di test ad alta precisione.

I sensori estensimetrici in acciaio inossidabile mantengono le caratteristiche di robustezza e affidabilità dei metalli, resistono a forti pulsazioni di pressione e urti e sono adatti a scenari di carico elevato come i sistemi idraulici. Tuttavia, la loro stabilità complessiva e il controllo della deriva a lungo termine non sono altrettanto buoni quanto quelli della soluzione ceramica.

Nell'applicazione dei compressori d'aria, i sensori di pressione sono i principali responsabili del mantenimento di una pressione dell'aria stabile, migliorando l'efficienza operativa e la qualità dell'aria compressa. Alcune nuove piattaforme di compressori intelligenti adottano addirittura un design con modulo collettore isolato, che semplifica la rimozione e la riparazione del sensore di pressione senza dover svuotare il fluido interno del sistema, migliorando così la facilità di manutenzione.