microsensore di temperatura

[GaAsFET]

Devo sostituire un circuito di lettura della temperatura piuttosto critico, ed ho bisogno di qualche buon consiglio.
Il dispositivo controllato è un cilindro cavo di biossido di zirconio (diciamo una ceramica durissima) di colore bianco, che può ruotare intorno al proprio asse e all'interno di uno speciale contenitore (statore) a velocità molto sostenute (tra 10 e 100 kHz) attraverso l'applicazione di un flusso di aria compressa.


Tralasciando il modo in cui viene regolata la velocità (fibra ottica) e lo scopo del dispositivo (ricerca), attualmente la temperatura viene letta attraverso il segnale di una PT100 di tipo T (Rame-Costantana). Il problema che ho rilevato è che la termocoppia posizionata nello statore in prossimità della parte superiore del cilindro rotante e che legge la temperatura dell'aria compressa in uscita, fino a velocità di rotazione sotto i 10 kHz è abbastanza affidabile. Sopra, quando cioè la frizione dell'aria sulle pareti del cilindro diventa apprezzabile, la PT100 non fornisce più valori affidabili.

Il rotore puo' avere diametro esterno di 4 mm, 2.5 mm oppure 1 mm. Quello in foto è da 4 mm.

Mi chiedevo qual è lo stato dell'arte e se c'è un modo per leggere la temperatura della superficie del rotore valutando quanto "emette" il bianco. Un infrarosso sarebbe abbastanza sensibile? Ne esistono di dimensioni così piccole? E invece un raggio laser?

Ogni lume è cosa gradita

[DirtyDeeds]

PT100 di tipo T (Rame-Costantana)

Credo che tu ti debba prima schiarire le idee sui sensori di temperatura: se è una Pt100, non può essere una termocoppia, e viceversa

la PT100 non fornisce più valori affidabili.

In base a cosa lo giudichi?

[GaAsFET]

Ma si, ho fatto confusione io dato l'orario...

E' una termocoppia di tipo T (Cu-Co) come dettagliato, e non una PT100. Mi è rimasto il PT100 nella penna perché stavo giusto facendo una ricerca sulle sue dimensioni

Comunque, in ordine alle misura di temperatura ho osservato che la TC non varia la sua lettura quando la rotazione sale oltre i valori citati, mentre da misure spettroscopiche (fatte in risonanza magnetica) è evidente che c'è un incremento di temperatura dovuto alla frizione dell'aria anche di 40-50 gradi. comunque questo è un fenomeno noto, soltanto che fino ad ora nessuno vi ha posto rimedio. E' arrivato il momento di farlo

[Lelettrico]

ho osservato che la TC non varia la sua lettura quando la rotazione sale oltre i valori citati, mentre da misure spettroscopiche (fatte in risonanza magnetica) è evidente che c'è un incremento di temperatura dovuto alla frizione dell'aria anche di 40-50 gradi.

Direi comprensibile, se la risonanza mostra l'incremento di magari provare con l'infrarosso tipo termocamera.
Se la camera legge forse anche un comune sensore IR legge ... as well
Certo un signor sensore IR ... data la temperatura ancora bassa

Ma che cerchi con sta ricerca? Si puo sapere o e' TOP secrect

[GaAsFET]

Esistono telecamere IR così miniaturizzate ?
Io non sono stato capace di trovarne.

La ricerca spazia in tutti i campi, dalla biologia strutturale alle scienze dei materiali per citarne un paio.
I campioni vengono inseriti nei cilindretti di ossido di zirconio (ZrO2) e quindi studiati mediante NMR

[mario_maggi]

GaAsFet,
scusa la mia ignoranza, come misuri una velocita' in kHz?
Sarebbe ipotizzabile l'applicazione di un sensore termometrico da 5x5 mm sulla parte rotante, o sarebbe troppo grande?
Ciao,
Mario

[GaAsFET]

Ciao Mario,
dunque la velocità è rilevata da una fibra ottica collocata in prossimità del fondo del rotore. Ogni rotore (bianco) viene segnato sul fondo con un marker scuro, e il segnale restituito della f.o., opportunamente ripulito ed amplificato, è quello di un'onda quadra stabile. La frequenza poi vien letta da un contatore di impulsi.

Direi che 5x5mm è una superficie troppo grande per un rotore da 4mm di diametro. Considera che quello della foto è appunto un rotore (cilindro) da 4mm di diametro; credo che le lettura migliore della TEMP debba essere fatta posizionando qualcosa sullo statore, nella parte che "vede" il rotore, diciamo sulla parete interna del foro cilindrico che ospita il rotore. Ma date le dimensioni in gioco, non riesco a trovare alcun dispositivo.

[DirtyDeeds]

Potresti provare a fare un pirometro ottico con un doppio fotodiodo sensibile a due colori (come questi). Il problema è che i componenti disponibili sul mercato sono probabilmente grandini per le dimensioni della tua applicazione, però potresti pensare di trasmettere la radiazione al fotorivelatore per mezzo di un sistema ottico.

La messa a punto di un tale sistema però sarebbe tutt'altro che banale.

[GaAsFET]

Grazie DirtyDeeds,

Quindi tu dici: fotodiodi che illuminano fibre ottiche? Interessante...
Sinceramente mi sfugge un po' il modus operandi del pirometro ottico bicolore applicato ad un sistema rotante, ma mi documenterò. Anzi, se hai qualche lettura in merito da consiglire, ben venga!

Vuoi darmi un parere anche su questo sensore IR passivo, il TMP006 prodotto da TI?

Le dimensioni sono interessanti (Package 1.6x1.6mm WCSP, 0.625mm profile), il range di temperatura è ideale (-40° to 125°C +/- 1°C), anche i costi sono contenuti.

Diagramma a blocchi funzionale:


Principio di funzionamento:


Un saluto a tutti

[DirtyDeeds]

Quindi tu dici: fotodiodi che illuminano fibre ottiche?

Eh? I fotodiodi sono dei fotorivelatori!