Novembre/Dicembre 2013
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Automazione e Strumentazione
UTILITY
tecnica
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di utilizzare dei
magneti permanenti
per la
creazione del campo magnetico di densità
B: tale soluzione riduce drasticamente i
quantitativi di energia rispetto ai modelli
precedenti, con campo magnetico creato da
bobine alimentate elettricamente.
Pertanto, risolto il problema energetico, i
misuratori elettromagnetici di taglia resi-
denziale/domestica presentano una elevata
sensibilità ai bassi flussi, dell’ordine di 3
l/h (portata minima rilevabile dallo stru-
mento decisamente inferiore a quella dei
contattori meccanici). La curva degli errori
(curva caratteristica) risulta essere molto
“piatta”, il che è sinonimo di accuratezza
ed affidabilità di misura. Infine, la natura
statica del principio di misura garantisce la
insensibilità all’azione del tempo (non c’è
usura).
Un contatore basato su un principio di
misura statico, oltre ad essere privo di
usura e di manutenzione, mostra due van-
taggi di particolare rilevanza:
- possiede dei costi cumulativi (life cycle
cost) decisamente inferiori ai corrispon-
denti costi dei contatori meccanici tradi-
zionali (
υ
figura 10
): la curva dei costi
di un misuratore smart è decisamente più
“piatta” di un misuratore tradizionale; al
maggior costo di acquisto iniziale si de-
ve aggiungere il costo (irrilevante) della
sostituzione della batteria durante l’inte-
ra vita del misuratore (15 anni); al termi-
ne della vita utile del contatore smart si
ha un notevole risparmio in termini di
acqua contabilizzata che invece non ver-
rebbe registrata (a causa della spiccata
tendenza a sottostimare durante l’invec-
chiamento) da un contatore meccanico
tradizionale nel medesimo intervallo di
vita;
- la curva dell’errore dei misuratori smart
è decisamente “più piatta” e lineare di
quella dei contatori tradizionali (
υ
figu-
ra 11
): ciò significa che un misuratore
smart conserva inalterata nel tempo la
sua qualità metrologica in tutto il campo
di portata (soprattutto ai bassi flussi).
Smart Gas Meters
Anche i contatori elettronici di gas pos-
sono basarsi su un principio di misura sta-
tico (senza parti in movimento).
I contatori di gas statici, oggi prodotti e
commercializzati per uso residenziale,
appartengono alle due seguenti categorie: i
misuratori ad ultrasuoni; i misuratori mas-
sici termici.
In entrambe tali categorie di misuratori,
il gas transita all’interno di opportune
“sezioni” (o camere) di misura, senza che
ci siano organi in movimento interposti nel
flusso di gas.
Tali misuratori statici, presentano alcuni
vantaggi: ridotta interferenza nella misura
(misuratori non intrusivi) tra flusso di gas
ed il contatore stesso; assenza di usura/
fatica dei componenti; ridotte perdite di
carico.
I misuratori gas ad ultrasuoni
I primi pioneristici tentativi di utilizzare
gli ultrasuoni per la misura della portata di
fluidi risale addirittura alla fine degli anni
’20: al tedesco Rütten viene attribuito il
primo brevetto (1928-1931).
Già nei primi anni ‘60 vengono studiati
e prodotti i primi esemplari di misuratori
ad ultrasuoni per uso industriale. Delle
due categorie di misuratori ad ultrasuoni
(“transit-time” e “doppler-effect”), quelli
che prevalgono nello sviluppo tecnologico
per la migliore qualità della misura sono i
cosiddetti misuratori “a tempo di transito”
(transit-time, time-of-flight flowmeters).
In letteratura tecnica, già alla fine degli
anni ’70, sono presenti numerosi libri e
pubblicazioni sui misuratori di portata ad
ultrasuoni, con ampia rassegna delle carat-
teristiche tecniche e metrologiche di que-
sta famiglia di misuratori.
Largamente utilizzati, a partire dagli anni
’70, per il controllo di numerosi processi
industriali, i misuratori ultrasuoni godono
di un immediato successo grazie alle loro
principali qualità:
principio di misura sta-
Figura 9 - Misuratore idrico elettromagnetico, di tipo residenziale (Sensus mod. iPerl)
Figura 10 - Curva dei costi cumulativi: confronto tra un
misuratore smart e un misuratore tradizionale
Figura 11 - Confronto tra la tipica curva di errore di un
misuratore smart (statico) e quella di un misuratore
tradizionale (dinamico). Si noti la linearità della curva
caratteristica di un misuratore smart al variare della
portata
υ
