Sensore di spostamento LVDT per misurazioni in mare
Il sottomarino è uno degli ambienti più difficili, ed è difficile per i sensori funzionare correttamente, soprattutto quando devono essere utilizzati per 20 anni sott'acqua. In un ambiente sottomarino, quando la profondità dell'acqua marina raggiunge i 4.500 metri, sul sensore viene generata una pressione esterna di circa 7.500 psi. In un ambiente così ad alta pressione, molti sensori non saranno più in grado di funzionare dopo un certo periodo di funzionamento e la sostituzione del sensore sarà costosa. Normalmente, anche la manutenzione sarà una spesa elevata. Pertanto, prolungare la durata del sensore è un requisito specifico in molte applicazioni. D'altra parte, l'acqua di mare corrode anche il metallo del sensore. Diverse profondità dell'acqua marina presentano diverse concentrazioni di ossigeno, temperatura, pH, contenuto di cloro, attività biologica, conduttività e velocità, che accelerano la corrosione. Non solo la corrosione puntiforme e le crepe, ma anche la corrosione intergrana, possono causare malfunzionamenti.
Solitamente, l'LVDT è l'unico sensore in grado di fornire prestazioni precise e affidabili nelle condizioni del fondale marino.
L'acqua torbida o contaminata solitamente favorisce la proliferazione di numerosi batteri, che possono influire sulle prestazioni dei sensori. L'elevata conduttività dell'acqua di mare favorisce la corrosione delle macrocelle e ne aumenta la temperatura. Anche la corrosione causata da batteri rappresenta un problema molto serio. Le condizioni di installazione e i materiali dei sensori ne influenzano gli effetti, soprattutto quando si utilizzano acciai inossidabili austenitici di bassa qualità. La manifestazione più evidente è il degrado delle prestazioni del materiale, soprattutto in corrispondenza dei giunti saldati. Se non viene esaminato e gestito tempestivamente, può causare la formazione di crepe. A causa della pressione e dell'influenza dell'acqua di mare, ottenere un sensore dalle prestazioni affidabili diventa una grande sfida. Gli LVDT (trasformatori differenziali lineari variabili) con struttura in lega speciale e tenuta stagna sono gli unici sensori in grado di fornire prestazioni accurate e affidabili in condizioni di fondale marino.
Che cosa è LVDT
Il trasformatore differenziale variabile lineare (LVDT) è un trasduttore di posizione senza contatto, a lettura assoluta e con risoluzione praticamente infinita. È composto da tre o più bobine all'interno delle quali si muove un nucleo magneticamente permeabile per fornire un accoppiamento variabile tra la bobina primaria e le bobine secondarie (solitamente due). Sebbene la tecnica di rilevamento sia senza contatto, spesso viene aggiunto un dispositivo meccanico per mantenere il nucleo posizionato nella bobina per tutta la corsa. Un esempio di ciò è la configurazione chiamata testa di misura LVDT. I sensori lineari pratici possono essere progettati con una non linearità inferiore allo 0,2% e intervalli di fondo scala (FSR) da meno di 1 a oltre 100 mm. La risoluzione è pressoché infinita. Sono possibili sensori curvi e rotativi. Le applicazioni più comuni includono macchinari industriali, come macchine per la formatura dei metalli e verifica dimensionale in corso di lavorazione, nonché prodotti automobilistici e commerciali.
Gli LVDT richiedono un set di circuiti elettronici di pilotaggio e condizionamento. Un tipico LVDT viene venduto come elemento sensibile con un nucleo, mentre il circuito elettronico viene fornito come dispositivo separato. Un LVDT che include tutta l'elettronica necessaria all'interno del suo alloggiamento è spesso chiamato LVDT in corrente continua (DC) perché funziona con un alimentatore in corrente continua e ha un'uscita in corrente continua, sebbene il funzionamento interno includa i normali circuiti di pilotaggio in corrente alternata, demodulazione e condizionamento del segnale.
