La temperatura è un parametro che può raccontare una storia. Le temperature anomale sono spesso il primo sintomo di usura, di guasti elettrici o di altri problemi. Possono avvisare di un potenziale incendio prima che questo s’inneschi realmente. Le misurazioni della temperatura possono rivelare la presenza o l’assenza di persone o confermare che un sistema funzioni correttamente. Tutto ciò va ad aggiungersi al ruolo fondamentale legato alla misurazione della temperatura, evidente per esempio in forni e stufe.
Molto spesso, non è possibile misurare direttamente la temperatura attraverso una sonda. È qui che i sensori termici senza contatto esprimono tutto il loro potenziale. Dal rilevamento delle condizioni anomale nelle apparecchiature industriali sulla linea di produzione al monitoraggio di alimenti e temperature in cucina, i sensori a infrarossi come il modello D6T di Omron (basato su tecnologia MEMS) offrono un prezioso contributo alla sicurezza, identificando potenziali minacce prima che si trasformino in gravi problemi. Ciò permette non solo di salvare vite umane, ma anche di ridurre i costi attraverso delle tempestive manutenzioni preventive.
Vantaggi dell’elaborazione integrata del segnale
I sensori termici MEMS D6T di Omron si basano su un’unità IR che misura la temperatura superficiale degli oggetti senza toccarli. Il processo sfrutta un elemento termopila che assorbe l’energia irradiata dall’oggetto target. Integrando in un unico package una termopila MEMS all’avanguardia, un sensore ASIC progettato su misura e un microprocessore per l’elaborazione dei segnali corredato dal relativo algoritmo, il D6T offre quello che viene ritenuto il rapporto segnale-rumore (SNR) migliore del settore. Ciò garantisce misurazioni precise e affidabili che possono essere facilmente interpretate dal sistema.
Un vantaggio chiave del microprocessore integrato per l’elaborazione dei segnali è l’uscita completamente lineare. Grazie alla pre-elaborazione che effettua il modulo, il D6T converte il segnale dal sensore in un valore digitale della temperatura che può essere trasferito direttamente a un microcontrollore attraverso una semplice interfaccia, semplificando il compito dell’integratore di sistema. I dispositivi alternativi non forniscono questo tipo di informazione, quindi il progettista deve implementare un algoritmo di elaborazione del segnale per convertire l’uscita nel relativo valore di temperatura. Nonostante la presenza del microprocessore, Omron è stata in grado di realizzare un prodotto con un ingombro estremamente ridotto, pur essendo il componente già montato su una scheda integrata. Le misure del modulo più grande (32 x 32 elementi) arrivano a soli 14 x 8 x 8,93 mm, rendendo il D6T una soluzione ideale per le applicazioni di rilevamento della temperatura in una vasta gamma di progetti Internet-of-Things ed embedded.
Scelta di un sensore senza contatto
Oltre all’intervallo di temperatura, il parametro chiave per la scelta di un sensore senza contatto è il campo visivo. Spesso, i produttori definiscono un campo visivo più ampio combinando in un modulo più elementi di rilevamento singoli. Tuttavia, un campo visivo particolarmente ampio non sempre è utile: a volte è necessaria una misurazione più mirata su un oggetto o in un’area specifici. Ad esempio, l’elemento singolo Omron D6T-1A-02 presenta un angolo di visione di soli 26,5° x 26,5°, che si traduce in un’area di 47x47 cm a una distanza di 1 m, garantendo un comportamento altamente direzionale. Al contrario, l’ultima versione inserita nella gamma Omron, l’elemento 32 x 32 D6T-32L-01A (figura 3), prevede un campo visivo di 90,0° x 90,0°. A 1 m, ciò si traduce in un’area di 200 x 200 cm, consentendo al sensore di coprire un’area ampia come un’intera stanza. Le applicazioni in cui è necessario un campo visivo più limitato possono essere soddisfatte dalle versioni 1x8 D6T-8L-09H e 4x4 D6T-44L-06H, che offrono rispettivamente 54,5° x 5,5° (103 cm x 10 cm) e 44,2° x 45,7° (81 cm x 84 cm). I sensori a infrarossi possono essere utilizzati in una gamma ampia e diversificata di ambienti. A seconda delle esigenze, è possibile specificare intervalli di temperatura da 5 a 45 ºC, da -40 a +80 °C o da 0 a 200 ºC.
