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- ELETTRONICA OGGI 464 - SETTEMBRE 2017
Trasduttori a ultrasuoni
per alte temperature
Francesco Ferrari
I
trasduttori piezoelettrici hanno numerosi cam-
pi di impiego, visto che permettono di misura-
re parametri come per esempio pressione, forza
o tensione, ma hanno anche alcune limitazioni,
come la temperatura operativa che al massi-
mo arriva a 200 gradi centigradi. Oltre questa
temperatura, i materiali convenzionali non sono
più efficaci e anche i package plastici non sono
più utilizzabili. I ricercatori del
Fraunhofer ISC
hanno già implemento trasduttori piezoelettrici
per alte temperature, fino a 600 gradi, e hanno
dichiarato che è possibile raggiungere tempe-
rature fino a 900 gradi. Il principio di funziona-
mento per il monitoraggio continuo è lo stesso
degli altri sensori piezoelettrici: questi trasduttori sono montati esternamente sul componente, per esempio su
un tubo in acciaio ad alta temperatura. Quando si applica una tensione al cristallo piezoelettrico, questo si defor-
ma meccanicamente e invia un’onda ultrasonica nel materiale. Subito dopo, il sensore viene usato per rilevare
il segnale riflesso dal componente: nella maggior parte dei casi riceve lo stesso segnale originale inviato ma
se il componente è incrinato o ha un punto di corrosione, il difetto altera il segnale riflesso e diventa possibile
rilevarne anche la posizione con una precisione anche di pochi millimetri. Questi sensori a ultrasuoni, inoltre,
rimangono stabili per lunghi periodi, almeno due anni, e per molte applicazioni i ricercatori si aspettano una
durata di vita di diversi decenni. I sensori piezoelettrici per alte temperature possono essere utilizzati per nume-
rose applicazioni, come per esempio la misurazione senza contatto di quantità di liquidi caldi, l’olio che scorre
attraverso un tubo oppure la temperatura di un gas.
Nuovo materiale per sensori
di gas e memorie
Francesco Ferrari
I
ricercatori dell’
Università di Hokkaido
han-
no sviluppato un nuovo materiale, un compo-
sto basato sul nickel, che cambia colore e stato
magnetico in presenza di vapori di metanolo e
di etanolo. Comportamenti analoghi, anche se
diversi, sono stati rilevati in passato per alcuni
composti di ferro che passano da uno stato di
paramagnetismo a uno di diamagnetismo a tem-
peratura ambiente, ma che non riescono però
a raggiungere uno stato stabile a temperature
più basse. Il complesso di nickel scoperto dai
ricercatori cambia invece la struttura di coordinazione quando viene posto in un ambiente caratterizzato da
una elevata densità di vapori di metanolo. Una volta che le molecole di metanolo si legano con il complesso,
la struttura di coordinazione viene cambiata e si può notare un cambiamento di colore dal viola all’arancione.
Il sensore piezoelettrico per alte temperature realizzato dal Fraunohfer ISC può
essere usato per applicazioni fino a 900 gradi
Fonte: Fraunhofer Institute
Il complesso scoperto dai ricercatori dell’Università di Hokkaido cambia colore
e magnetismo assorbendo o rilasciando metanolo. fonte: Hokkaido University