Trasduttori

ABB, Measurement & Analytics vanta inoltre più di cento anni di esperienza nelle soluzioni di misura di pressio-ni, portate, livelli, forze, ed è centro di eccellenza per i trasmettitori di pressione, per i quali dispone di un sito produttivo e di un centro di ricerca, a Tremezzina, Località Ossuccio (CO). Da questo stabilimento sono esportati ogni anno, in tutto il mondo, decine di migliaia di trasmettitori e trasduttori di pressione.

COMSOL, fornitore leader di soluzioni software per la simulazione multifisica e per la progettazione di app, ha pubblicato l’edizione 2017 della rivista COMSOL News. Anche quest’anno il magazine include numerose case history di tecnici e ricercatori che hanno ottimizzato la progettazione dei propri prodotti con la collaborazione di tutta l’azienda, resa possibile grazie alle app di simulazione. Tecnici di produzione e reparto vendite possono infatti lanciare con facilità app di simulazione e interpretarne i risultati, grazie a librerie di app sviluppate all’interno dell’azienda sulla base dei loro bisogni specifici. Essi hanno quindi la possibilità di accedere a potenti strumenti computazionali senza essere esperti di simulazione. COMSOL News 2017 racconta i risultati raggiunti da aziende leader di settore grazie al software COMSOL Multiphysics®, all’Application Builder e a COMSOL Server™, che serve a condividere le app con colleghi e clienti in tutto il mondo. Le aziende presentate nella rivista hanno affrontato diverse sfide progettuali, che hanno superato utilizzando le analisi multifisiche e condividendo app di simulazione. “Potenti strumenti computazionali e app di simulazione personalizzate stanno cambiando il modo in cui potremo progettare i prodotti di prossima generazione,” afferma Valerio Marra, marketing director di COMSOL Inc. “I tecnici di cui si parla nell’edizione di quest’anno di COMSOL News stanno aprendo nuove vie, che rivoluzioneranno il modo in cui i prodotti saranno progettati e lanciati sul mercato. I nostri clienti hanno spiegato chiaramente che la collaborazione è la chiave per il successo. Ci auguriamo che, nel leggere queste storie, vi sentiate ispirati quanto lo siamo stati noi scrivendole.” COMSOL News 2017 include almeno una dozzina di articoli che descrivono un’ampia varietà di progetti. Tra questi, lo sviluppo personalizzato di di trasduttori per hi-fi da parte di Xi Engineering e WAT (Warwick Audio Technologies Limited), la progettazione di motociclette presso Mahindra Two Wheelers e lo studio delle scienze alimentari alla Cornell University.

Sensata Technologies ha introdotto un sensore di pressione che unisce le caratteristiche di compattezza e una consolidata tecnologia, offrendo una nuova soluzione “cost-effective” per migliorare le prestazioni e la sicurezza nei boiler a gas e nei gruppi di pompaggio. Il nuovo sensore 116CP incorpora la tecnologia ceramica capacitiva brevettata da Sensata, che ha avuto grande successo e comprovata esperienza nelle applicazioni automotive ed industriali. Il 116CP si basa sull’affidabilità di questa tecnologia, aggiungendo un nuovo package specificamente disegnato per il settore dei boiler a gas, per il settore delle pompe ed altre applicazioni residenziali e commerciali che richiedono trasduttori di pressione dalle dimensioni ridotte e dai costi contenuti. Nei boiler a gas, il sensore 116CP controlla la pressione nel circuito dell’acqua, fornendo un feedback all’unità di controllo la quale manda un segnale di avvertimento all’utente se la pressione raggiunge livelli troppo alti o troppo bassi, prevenendo quindi danni o perdite del sistema. Il 116CP può anche essere utilizzato per rilevare intasamenti e controllare la funzionalità della pompa, con il segnale di feedback del sensore che verra’ gestito dall’unità di controllo per intraprendere l’azione più appropriata. Molti costruttori permettono agli utenti di monitorare il loro boiler a gas con applicazioni per smart phone. Con questo design altamente funzionale, il 116CP risponde alle crescenti richieste dei costruttori, che si stanno muovendo dalla tecnologia a pressostato ai trasduttori di pressione, in quanto il mercato richiede boiler a condensazione con sempre maggiore efficienza. “I sensori di pressione non solo permettono di avere boiler a migliori prestazioni rispetto ai pressostati, ma eliminano anche la necessità per i costruttori di avere molteplici codici con diversi settaggi a seconda dei differenti mercati regionali che seguono le richieste locali” sottolinea Ateeth Datt Rayapeddi, Global Segment Manager di Sensata per Boilers & Pumps. In aggiunta alle applicazioni per i boiler, il sensore è molto utilizzato anche nel settore delle pompe. Esso può essere installato, o integrato, in una grande varietà di applicazioni quali: gruppi di pompaggio, pompe di ricircolo per giardini e piscine, controllo pompe e altri. Il sensore è ben equipaggiato per incontrare le prestazioni elettriche/meccaniche delle pompe a velocità variabile, che iniziano ad essere sempre piu’ utilizzate per le elevate caratteristiche di efficienza energetica rispetto alle pompe a velocità fissa. Il nuovo sensore di pressione 116CP di Sensata Technologies fornisce una soluzione ottimale e a basso costo per gestire la pressione di boiler, pompe e applicazioni residenziali. Le caratteristiche tecniche del sensore includono: accuratezza del 2%, costruzione robusta per resistere a range di pressione da 0-4 bar (0-60 psi) fino a 0-16 bar (0-225 psi), lunga vita di servizio, molteplici opzioni per le connessioni per una completa flessibilità. “A differenza dei soliti sensori di pressione industriali, il 116CP offre prestazioni similari in un package più piccolo ed economico, ideale per applicazioni in cui lo spazio e’ una componente critica” aggiunge Datt.

COMSOL, fornitore leader di software per la simulazione e la modellazione multifisica e per la progettazione di app di simulazione, oggi annuncia il rilascio della versione 5.2 di COMSOL Multiphysics®, presentando alla comunità degli utenti l’unico ambiente totalmente integrato per la creazione di app di simulazione. Questa versione di COMSOL Multiphysics® e di COMSOL Server™ introduce nuove funzionalità, oltre a una maggiore stabilità, robustezza e rapidità di esecuzione. I principali aggiornamenti apportati all’Application Builder, disponibile in COMSOL Multiphysics, includono i nuovi Editor Tool per la semplice creazione di componenti nell’interfaccia utente delle app, comandi per l’aggiornamento dinamico dei grafici e un maggiore controllo sulla distribuzione delle app di simulazione. Lanciare app di simulazione con COMSOL Server in una rete aziendale o su cloud è ora fino a cinque volte più rapido. Numerosi aggiornamenti, nuove funzionalità e nuovi esempi di app di simulazione sono inoltre disponibili per tutti i prodotti aggiuntivi, in ambito elettrico, meccanico, fluidodinamico e chimico. In COMSOL Multiphysics® 5.2, l’Application Builder presenta un flusso di lavoro ottimizzato. I nuovi Editor Tool rendono facile e veloce la creazione di componenti per l’interfaccia utente. Gli esperti di simulazione possono ora introdurre con pochi clic qualsiasi parametro di modellazione, impostazione fisica o risultato, come dati numerici e grafici, nell’interfaccia utente di una app. Questo è uno dei vari strumenti disponibili per creare app di simulazione funzionali e condividere la potenza e la precisione di COMSOL Multiphysics all’interno della propria organizzazione. L’Application Builder permette alle aziende di mettere in comunicazione dipartimenti diversi sotto il controllo degli esperti di simulazione, che si occupano di far rispettare gli standard di qualità e assicurano l’affidabilità dei risultati. “Abbiamo utilizzato l’Application Builder per comunicare in modo più efficiente idee progettuali complesse a diversi dipartimenti coinvolti nella simulazione e nel processo. Questo ha permesso agli utenti delle app di analizzare il risultato dei progetti proposti,” ha raccontato Borja Lazaro Toralles, Research Engineer nel team di simulazione del Manufacturing Technology Centre (MTC). MTC ha usato i prodotti COMSOL per modellare la tecnica di stampa 3D Shaped Metal Deposition (SMD) e ha creato una app di simulazione basata su questa simulazione. Tra le nuove funzionalità suggerite dagli utenti vi è la possibilità di aggiornare i grafici mentre le app sono in esecuzione. Il progettista della app può mostrare agli utenti i grafici delle variabili di interesse durante il processo di soluzione; questo li aiuta a seguire la progressione del processo di soluzione e permette loro di avere, per esempio, grafici sulla geometria, la mesh e la soluzione. Il progettista della app può anche personalizzare la barra degli strumenti con nuovi pulsanti e includere movimenti dell’inquadratura durante le animazioni. Maggiore collaborazione tra i dipartimenti grazie al software COMSOL Server™ Le nuove funzionalità nella versione 5.2 di COMSOL Server™ sono state pensate per facilitare la collaborazione tra utenti e dipartimenti, semplificando le operazioni di amministrazione. “Una nuova funzione di caching permette di lanciare le app cinque volte più rapidamente; inoltre, gli amministratori possono fare in modo che una singola app venga lanciata istantaneamente al login degli utenti,” ha spiegato Ed Fontes, CTO di COMSOL. “Queste sono solo alcune delle molteplici nuove funzionalità e idee introdotte con la versione 5.2.” La versione 5.2 di COMSOL Multiphysics offre agli esperti di simulazione una user experience innovativa per quanto riguarda la progettazione e la creazione di app, integrando una elevata produttività nella costruzione dei modelli con la progettazione di app e l’uso di strumenti di distribuzione che permettono alle app di simulazione di essere usate da utenti in ogni parte del mondo. “Abbiamo creato app di simulazione che i nostri tecnici possono utilizzare direttamente senza dover coinvolgere il dipartimento R&D,” ha affermato Brice McPherson, Senior Engineer in Wolfspeed. Il suo team in Wolfspeed usa la simulazione per la progettazione di dispositivi di potenza a semiconduttore, ad alte prestazioni, operanti in ambienti ostili. “Prevedo che le app di simulazione diventeranno il principale strumento utilizzato dai nostri tecnici.” Ampia libreria di app nella versione 5.2 Per dimostrare la potenza dell’Application Builder, è stata aggiunta alle librerie di applicazioni, già esaurienti, una quantità di nuove app che mostrano le potenzialità dell’Application Builder. Le Application Library contengono app che includono simulazioni di processi di dialisi a membrana, trattamento acque, raffreddamento termoelettrico, scambiatori di calore, progettazione di dispositivi touchscreen, magnetic prospecting, trasduttori piezoacustici, progettazione di silenziatori, sensori MEMS, serbatoi in pressione e molto altro. “Con la versione 5.2 rilasciamo circa 50 app che dimostrano lo spessore e la potenza dell’Application Builder e di COMSOL Server,” ha affermato Svante Littmarck, CEO di COMSOL. “Lo scopo di queste app è quello di offrire agli utenti COMSOL esempi che possano facilmente essere analizzati, modificati e utilizzati come punto di partenza per le proprie app. Costruire queste app è stato molto divertente, adoriamo le nuove funzionalità dell’Application Builder! Per esempio, se diamo un’occhiata alla app del mixer, disponibile con il Mixer Module, ci troviamo di fronte a una app sofisiticata che può essere usata per simulare quasi ogni tipo di mixer senza necessariamente essere esperti di equazioni differenziali o di CFD. Questo porta la modellazione e la simulazione a un livello completamente nuovo.” Centinaia di aggiornamenti a COMSOL Multiphysics®, COMSOL Server™ e ai moduli aggiuntivi La versione 5.2 introduce elementi di novità anche nelle funzionalità di base, ispirati dai feedback della comunità in continua espansione degli utenti di COMSOL Multiphysics. Per esempio, gli utenti possono ora aggiungere annotazioni ai grafici 3D e 2D. Un nuovo algoritmo per mesh tetraedriche riduce al minimo la necessità di interagire manualmente durante la discretizzazione di modelli CAD di grandi dimensioni. È stata introdotta la funzionalità Mesh Parts per l’integrazione di mesh di superficie in formato STL e mesh di volume in formato NASTRAN nel processo di costruzione di una geometria. La possibilità di usare selezioni è stata estesa ed è ora possibile selezionare le parti di una soluzione per la visualizzazione particolareggiata dei risultati. La versione 5.2 introduce anche perfezionamenti alle funzionalità già esistenti di COMSOL Multiphysics® e dei suoi prodotti aggiuntivi. Gli utenti trarranno beneficio da una maggiore flessibilità nella gestione delle licenze, che permetterà loro di lavorare sui propri progetti sapendo che, se la connessione al license manager dovesse essere interrotta, essi avranno comunque la possibilità di salvare i propri file e riprendere il lavoro una volta ristabilita la connessione. Gli utenti dello Structural Mechanics Module e dell’AC/DC Module avranno a disposizione la nuova funzionalità External Materials che consente di avere materiali definiti algoritmicamente da file di libreria condivisi, scritti da routine esterne in linguaggio C. L’uso più consistente di questa nuova funzionalità riguarderà soprattutto i materiali non lineari che includono isteresi (effetti dipendenti dalla storia di carico) ed effetti irreversibili. Principali nuove funzionalità e strumenti disponibili nella versione 5.2 • COMSOL Multiphysics®, Application Builder e COMSOL Server™: Semplificazione del flusso di lavoro nell’Application Builder grazie agli Editor Tool, che permettono di inserire nell’interfaccia utente d

WIKA ha aggiunto un nuovo trasduttore di pressione al suo portafoglio prodotti: il modello TI-1, con elaborazione del segnale digitale, è un sensore veloce e preciso, ideale per l’integrazione in datalogger, trasmettitori di processo e strumenti portatili. Il modello TI-1 fornisce un segnale del sensore già elaborato, per il quale non è necessaria alcuna compensazione supplementare. Questo consente una facile integrazione del trasduttore nella rispettiva applicazione. I campi di misura disponibili vanno da 0 ... 0,4 bar a 0 ... 1.000 bar con una precisione complessiva fino allo 0,25% dello span e una non- linearità max. di 0,125% dello span (BFSL). I segnali digitali UART, I²C e SPI sono già disponibili; segnali analogici o di commutazione sono disponibili su richiesta. L'interfaccia digitale del modello TI-1 fornisce inoltre la temperatura del sensore che, in considerazione del suo design, è vicina alla temperatura effettiva del fluido di processo.

Calcolo della Disponibilità Operativa e confronto con la Disponibilità Tecnica. La Do è minore della Dt e il confronto permette di individuare i margini di efficienza nel ri-progettare la prevenzione, minimizzando soprattutto i tempi di fermata programmata. Questo vale anche per la manutenzione Predittiva, ogni qual volta la rilevazione richiede un’interferenza col servizio, ad esempio l’apertura di un quadro elettrico per eseguire rilevazioni via termovisione. Altro campo molto proficuo sta nel rendere monitorabili macchine e componenti che non possono essere sottoposti a Predittiva, ad esempio inserendo ove possibile trasduttori di segnale, liberandosi dalla necessità della revisione a tempi prefissati.

Studio delll'interfacciamento di tre sensori con un microcontrollore mediante un'interfaccia che deve possa collegarsi con un sensore alla volta. Questi tre sensori servono a monitorare il flusso di aria, di acqua e per il rilevamento di alcuni tipi di gas all'interno di un progetto denominato T-BEST. Nel primo capitolo si affronta l'analisi dei sensori da interfacciare; si studiano poi le possibili architetture adottabili per la lettura ed il controllo dei sensori e lo studio dello stato dell'arte per quanto riguarda i componenti da adottare nel sistema, come un amplificatore operazionale \emph{low noise}, \emph{rail to rail} in ingresso e uscita con controllo della transconduttanza; si analizzano alcune architetture per la generazione di un'onda triangolare utile per la realizzazione del controllo PWM per pilotare il riscaldatore del sistema e infine si affronta il protocollo SPI.

La tecnica di progettazione in spazio di stato risulta più laboriosa dal punto di vista teorico essa è senz’altro più robusta rispetto alla tecnica di compensazione con rete anticipatrice. Per quest’ultima infatti si può notare come il diagramma di Nyquist passi molto vicino al punto critico -1 + j 0, indice questo di una scarsa robustezza. Questo significa che la seconda tecnica prevede la precisa conoscenza della funzione di trasferimento da controllare e se questa fosse nota con un margine di incertezza, il controllore potrebbe non rispettare più le specifiche.

Questo lavoro si propone di approfondire la conoscenza dei generatori ad ultrasuoni che alimentano i trasduttori piezoelettrici per la saldatura ad ultrasuoni di materie plastiche e metalli. Il progetto del generatore è strettamente dipendente dalla conoscenza dei fenomeni di meccanica delle vibrazioni presenti nel sistema saldatore. A questo proposito si mettono in luce pregi e difetti di alcuni controlli presenti in letteratura attraverso alcune simulazioni in Matlab e Simulink e si propongono alcune soluzioni basate sulla teoria del controllo robusto per l’ottimizzazione delle prestazioni degli stessi.

L’obiettivo della seguente tesi è l’analisi di stabilità ed il controllo del sistema meccanico che permette il posizionamento di un’antenna controllata da un servomeccanismo che ne determina l’inclinazione. L’apparato è in grado di consentire un’elevazione tra 0 e 90 gradi. L’elevazione è controllata da un servomeccanismo di posizione che utilizza come attuatore un motore in corrente continua e come trasduttore di rotazione un potenziometro. La tensione fornita da quest’ultimo viene considerata come uscita del sistema la quale, confrontata con una tensione di riferimento (ingresso del sistema), permette di determinare la rotazione da compiere.