AES_7 2023

Ottobre 2023 n Automazione e Strumentazione Approfondimenti 40 SENSORI sori fotoacustici costituiscono una rarità, e quelli esistenti vengono generalmente utilizzati per rile- vare l’anidride carbonica. Tuttavia, la ricerca sta lavorando per produrre sensori fotoacustici per l’utilizzo nelle applicazioni VOC. I sensori fotoa- custici offrono il vantaggio di poter distinguere tra gas diversi che producono onde sonore differenti. Inoltre, l’utilizzo di una fonte di luce selettiva offre potenzialmente una maggiore selettività dato che alcuni gas assorbono determinate lunghezze d’onda luminose meglio di altre. Considerazioni sull’integrazione nei progetti Quando si incorpora un sensore VOC in un’appli- cazione, i progettisti devono valutare numerose opzioni di progetto. A differenza della maggior parte dei componenti elettronici, i sensori VOC possono essere straordinariamente sensibili alle sostanze chimiche, alle oscillazioni di temperatura e all’umidità nell’ambiente. Inoltre, molti di essi sono dotati di una linguetta o di una copertura in plastica per prevenire danneggiamenti al sensore in fase di produzione. Quando si incorpora un sensore VOC in un’applica- zione, i progettisti devono considerare la tempera- tura e l’umidità dell’ambiente. Alcuni sensori VOC non funzionano correttamente se esposti a tempera- ture e umidità estreme, con effetti potenzialmente disastrosi nelle applicazioni di sicurezza. È necessario considerare anche i gas che possono essere presenti nell›ambiente. Alcuni composti (per esempio l’ammoniaca e gli ossidi di azoto) possono innescare falsi allarmi nei sensori VOC. Inoltre, alcuni composti possono persino avvelenare un sen- sore, nel senso che l’esposizione potrebbe pregiudi- carne il funzionamento. Poiché un sensore VOC richiede l’esposizione all’ambiente monitorato, i progettisti devono incor- porare degli sfiati nell’involucro del sensore. Il sen- sore e gli sfiati devono inoltre essere posizionati in modo tale che il gas possa attraversarli facilmente (cioè per convezione), altrimenti l’aria intrappolata nel dispositivo potrebbe produrre false misurazioni. I sensori che producono un output analogico devono essere montati lontano dai circuiti rumorosi come gli alimentatori a commutazione e i microcontrol- lori. Inoltre, le linee analogiche che vanno da un sensore a un circuito di rilevamento non devono permettere che segnali ad alta velocità attraversino le linee del sensore (si vedano le prassi standard di compatibilità e di interferenza elettromagnetica). Un altro aspetto da valutare il modo in cui il resto del sistema utilizzerà i dati provenienti dal sensore. Per esempio, se questi ultimi devono essere utiliz- zati come ingresso in un modello di classificazione ML, potrebbe essere una buona opzione utilizzare una soluzione che integra già funzionalità ML nel sensore stesso. Infine, alcuni sensori VOC sono dotati di aperture che permettono ai gas di diffondersi all’interno e all’esterno del sensore. Poiché queste aperture non devono essere ostruite, i progettisti devono fare molta attenzione a proteggerli da ostruzioni esterne come la polvere. Come scegliere il sensore VOC più adatto I sensori MOS sono più adatti per applicazioni non critiche per via del potenziale (sebbene improba- bile) rischio di esplosione. Per esempio, la sempli- Esiste un’ampia gamma di sensori in grado di rilevare composti organici, con differenti principi fisici e anche basati su semiconduttori, ciascuno con i propri vantaggi e svantaggi Una delle applicazioni più tipiche per i sensori VOC è il monitoraggio dei gas esplosivi