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10 considerazioni per la scelta del sensore giusto per gli ambienti pericolosi
Come coprire i sistemi di rilevamento e controllo per ambienti pericolosi
Le esigenze produttive e manifatturiere del commercio globale del XXI secolo stanno aumentando a un ritmo sorprendente, creando sfide industriali che dipendono dai sensori per essere risolte. La triplice esigenza di una produzione globale 24 ore su 24, di un monitoraggio affidabile degli asset in tempo reale e dell'elevato costo delle risorse necessario per gestire gli asset in luoghi remoti ha portato alla nascita dell'IoT industriale e alla sua adozione di sensori wireless. I sensori sono essenziali in ambienti industriali difficili; la chiave sta nella scelta del sensore corretto.
I circuiti elettronici non protetti possono essere facilmente danneggiati o distrutti da una serie di condizioni difficili e inospitali presenti nei processi industriali, tra cui l'esposizione all'acqua, all'umidità, alle fluttuazioni estreme di temperatura, all'ingresso di particelle, alle scariche elettrostatiche (ESD), alle interferenze elettromagnetiche (EMI), alle vibrazioni e persino all'impatto fisico. Pertanto, il controllo dell'esposizione a variabili indesiderate è un elemento critico per la sicurezza dell'apparecchiatura, del processo e dell'operatore. I sensori diventano sia i principali fattori abilitanti che gli anelli deboli del sistema di controllo, poiché il loro ruolo si svolge nella parte più difficile di un ambiente ostile.
Quando si progettano applicazioni adatte ad ambienti difficili, gli ingegneri devono tenere conto delle condizioni esatte in cui ogni applicazione di sensori è destinata a funzionare. Ad esempio, i requisiti di rilevamento e controllo per il down-the-hole non solo devono resistere alle alte temperature, alle pressioni, alle vibrazioni e agli agenti corrosivi che si trovano negli ambienti di perforazione profonda, ma devono anche tenere traccia dei livelli di temperatura, pressione, resistività e persino delle radiazioni gamma. Il monitoraggio continuo rileva ogni minimo cambiamento, rendendo più facile l'identificazione dei primi segnali di allarme e la pianificazione per mitigare i danni a lungo termine.
Con migliaia di modelli di sensori disponibili presso vari fornitori, i 10 criteri riportati di seguito forniscono un quadro di riferimento per il corretto abbinamento dei sensori all'applicazione specifica:
1. Considerare cosa si sta rilevando: Si sta cercando di rilevare un parametro di processo (temperatura, pressione, flusso), la presenza di un oggetto, la distanza dall'obiettivo o la posizione di un meccanismo?
2. Condizioni ambientali: Il sensore è adatto alle condizioni ambientali in cui si troverà? Quali sono le condizioni ambientali uniche?
3. Intervallo: Qual è il limite di misurazione del sensore? Il bersaglio rientra nel raggio d'azione?
4. Interfaccia di controllo: Che tipo di interfaccia di controllo e di logica di commutazione è necessaria?
5. Risoluzione: Qual è l'incremento più granulare rilevato dal sensore?
6. Composizione del target: Qual è la composizione materiale della sostanza che verrà rilevata? È metallo, è plastica?
7. Ripetibilità: La variabile rilevata è misurata in modo coerente nello stesso ambiente?
8. Fattore di forma: Quanto spazio fisico è disponibile per il sensore e quale forma si adatta meglio all'applicazione?
9. Requisiti speciali: L'aggiunta di nuovi componenti può creare nuove condizioni da considerare. Ad esempio, i trasduttori di vibrazioni piezoelettrici riescono a convertire l'energia meccanica in elettrica sollecitando un cristallo piezoelettrico. L'energia elettrica in uscita è una funzione diretta del design del trasduttore e dell'energia meccanica in ingresso. Di conseguenza, può essere necessario proteggere il cristallo dalle vibrazioni che superano una determinata soglia.
10. Gli ambienti pericolosi richiedono qualcosa di più del sensore: Rendetevi conto che i sensori sono solo un segmento dell'intero sistema di controllo; è necessario tenere conto anche di connettori e cavi come quelli della Classe 1 Divisione 1.
Non tutti gli ambienti sono ideali per componenti esposti come i sensori, per cui sono state sviluppate iterazioni della tecnologia. Valutate i rischi ambientali e scegliete il sensore più appropriato per proteggervi da tali rischi. Alcuni produttori sono specializzati nella creazione di una serie di sensori pronti per l'uso industriale. Un esempio è TDK EPCOS, che dispone di un roster di sensori di livello industriale tra cui scegliere, tra cui, ma non solo, sensori di misurazione della temperatura NTC, termistori NTC SMD, sensori di livello, sensori di limite di temperatura, sensori di protezione del motore, sensori di pressione, sensori di umidità e sensori angolari. Ricercate le opzioni disponibili e confrontatele con i requisiti del sistema, quindi scegliete.
Contenuto fornito da AspenCore e TDK Epcos.
Fonte: Ingegneri, Sensorteche Sensormag
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