EO_450

COMPONENTS

AIR QUALITY SENSOR

- ELETTRONICA OGGI 450 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2015

cresce l’assorbimento riducendo il segnale d’uscita del

sensore infrarosso. Altri gas come gli ossidi di azoto, il mo-

nossido di carbonio e l’etano possono essere rilevati monito-

rando l’assorbimento dello spettro ad altre lunghezze d’onda.

Il rilevamento non dispersivo utilizza un filtro per separare le

lunghezze d’onda nella banda di assorbimento d’interesse

che per il CO

è 4,3

m. Questa tecnica si è dimostrata più

efficiente rispetto alle tecniche a dispersione basate su prismi

o reticoli di diffrazione.

Per aiutare l’installazione e la calibrazione dei sensori 6613

e 6615 è disponibile un kit di sviluppo che comprende un’in-

terfaccia grafica, il driver del dispositivo e una serie di co-

dici esemplificativi. Sono inoltre disponibili dei trasmettitori

da montare a parete o nei condotti. Oltre a questo è possibile

contare su una serie di versioni per umidità e temperatura dei

modelli per il montaggio a parete.

Vale la pena notare, prima di proseguire, che una soluzione

composta da emettitore a infrarossi e fototransistor può es-

sere utilizzata per rilevare la presenza di polveri nell’aria. Di-

sponendo l’emettitore IR e il rivelatore (con il proprio circuito

di amplificazione) all’interno di un alloggiamento progettato

per consentire a un campione di aria di frapporsi tra i due di-

spositivi, la quantità di luce rilevata può suggerire una misura

della concentrazione di particelle.

Sensori di umidità e tecniche di rilevamento

I sensori di umidità sono utilizzati in moltissime applicazioni,

dagli elettrodomestici ai dispositivi sanitari. Le varie versioni

forniscono una misura dell’umidità assoluta o relativa sulla

base dei cambiamenti di stato dei materiali igroscopici pre-

senti al interno del sensore. Le due tecnologie più comune-

mente utilizzate sono quelle capacitive quelle resistive.

In un sensore di tipo capacitivo è presente un substrato di

vetro, ceramica o silicio su cui è deposta una pellicola sottile

di polimero o di ossido rivestita di elettrodi porosi. Il sensore

risultante presenta in genere una capacità nominale di 100-

500 pF, che cambia di circa 0,2 o 0,5 pF per una variazione

dell’1% dell’umidità relativa. Per minimizzare gli effetti delle

capacità parassita dei collegamenti è estremamente impor-

tante che i circuiti di condizionamento del segnale siano col-

locati in prossimità del sensore o integrati direttamente sullo

stesso substrato.

Il sensore di umidità

HSHCA

di Alps è un dispositivo capaciti-

vo che genera una risposta altamente lineare che non neces-

sita di circuiti aggiuntivi di compensazione della temperatura.

Il sensore HTUD di Alps è invece un dispositivo plug-and-play

che combina funzioni di rilevamento di umidità e temperatura

in una meccanica compatta in package DFN.

I sensori capacitivi di umidità atmosferica di Vishay sono re-

alizzati con una lamina non conduttiva rivestita su entrambi

i lati da uno strato d’oro. La costante dielettrica della lamina

varia in funzione dell’umidità relativa all’ambiente; di conse-

guenza, il valore della capacità del sensore ne rappresenta la

misura. Il dispositivo, che permette di gestire livelli di umidità

relativa dal 10% al 90%, può essere utilizzato da 0 °C a 85 °C.

Questi dispositivi sono ideali per le applicazioni domestiche e

impiego negli edifici intelligenti (come ad esempio gli umidifi-

catori d’aria ad autoregolazione) e non sono influenzati dalla

condensazione accidentale dell’acqua sulla lamina di rileva-

mento.

I sensori resistivi, come il modello EMD-4000 di Amphenol,

possono invece misurare livelli di umidità relativa tra il 20% e

il 95% a 25 °C, rilevando la variazione di impedenza di un po-

limero a film sottile depositato su dei terminali metallici fissati

su un substrato ceramico. L’impedenza elettrica del polimero,

che diminuisce quando viene assorbita dell’acqua, può esse-

re misurata applicando una corrente d’eccitamento alternata

a bassa tensione. Il sensore è in grado di recuperare da condi-

zioni di condensazione e può essere utilizzato a temperature

fino a 85 °C. I dispositivi della serie EMD4000 sono tolleranti

all’esposizione ai vapori organici quali toluene o metanolo e

possono essere utilizzati in applicazioni al di fuori dell’ambito

degli edifici intelligenti, come ad esempio nel controllo della

presenza di acqua nell’olio di un trasformatore.

TDK, invece, utilizza i propri processi costruttivi per realiz-

zare i sensori resistivi di umidità della famiglia CHS. Questi

sensori integrati incorporano tutta la circuiteria elettrica

Fig. 1 – Modulo sensore

CO2 Amphenol Telair

T6613-F

Fig. 2 – I mini-moduli Measurement Specialities combinano il rileva-

mento di umidità e temperatura