LSI LASTEM e Radarmeteo per il monitoraggio meteorologico negli aeroporti
La misura dell’umidità relativa dell’aria è fondamentale in molti settori, tra i quali la meteorologia, il microclima, il controllo dei processi industriali. L’umidità relativa, come qualsiasi altra grandezza misurabile, può essere calcolata in due modi: uno “diretto”, in cui un sensore fornisce il valore dell’umidità relativa senza necessità di misurare altre grandezze e uno “indiretto”, che si basa su calcoli derivati dalla misurazione di grandezze correlate.
Di conseguenza, è possibile suddividere i diversi principi di misura e i relativi sensori in due categorie principali:
- Igrometri diretti: sensori che presentano una relazione funzionale tra l’umidità relativa e una proprietà fisica misurata direttamente, come nel caso degli igrometri capacitivi e simili.
- Igrometri indiretti: sensori che utilizzano una trasformazione termodinamica per misurare l’umidità relativa in modo indiretto, basandosi quindi su relazioni termodinamiche. Per esempio, gli psicrometri operano attraverso una trasformazione di saturazione quasi adiabatica per determinare l’umidità relativa.
In questo approfondimento tecnico andremo ad elencare i principali pro e contro della misura dell’umidità relativa dell’aria con sensore capacitivo e con sensore psicrometrico. Questo confronto permetterà, a chi dovrà scegliere uno dei due sensori per misure in ambiente indoor, di orientarsi nella scelta secondo le proprie necessità, conoscendone vantaggi e svantaggi.
Funzionamento del sensore di temperatura e umidità relativa a elemento capacitivo
Il sensore di umidità relativa capacitivo è composto da un materiale dielettrico igroscopico situato tra due elettrodi montati su una piastrina, in modo da formare un piccolo condensatore. L’equilibrio igrometrico tra il materiale isolante e l’ambiente modifica la permittività relativa del materiale dielettrico. Quando la quantità di vapore acqueo nell’aria aumenta, la costante dielettrica del sensore cresce, producendo una misura differente della capacità, che corrisponde al livello di umidità relativa. Questo dispositivo è sensibile all’umidità relativa perché è in equilibrio termico con l’ambiente da caratterizzare. Inoltre, le caratteristiche elettriche del sensore fanno sì che l’energia scambiata con l’ambiente per riscaldamento sia trascurabile.
Funzionamento del sensore psicrometrico di temperatura e umidità relativa a bulbo secco e bulbo umido con ventilazione forzata
Il principio di funzionamento di questo dispositivo è semplice. Un termometro misura la temperatura dell’aria, conosciuta come temperatura di bulbo secco. Il secondo termometro è avvolto con una garza costantemente bagnata con acqua definito bulbo umido. Entrambi gli elementi sono costantemente esposti ad una corrente d’aria. L’acqua della garza bagnata evapora, assorbendo calore dall’elemento sensibile e riducendo quindi la temperatura di bulbo umido letta sul termometro.
Più l’ambiente è secco, maggiore diventa l’importanza del processo di evaporazione, il che si traduce in una temperatura del bulbo umido significativamente inferiore rispetto a quella del bulbo secco. Il valore di umidità relativa è calcolato in base alla differenza tra le due temperature e si ottiene utilizzando il diagramma psicrometrico (ASHRAE PSYCHROMETRIC CHART No. 1).
Gli igrometri indiretti sono generalmente più precisi e spesso utilizzati in laboratorio come campioni di riferimento.
Benefici per gli aeroporti e per la sicurezza operativa
L’implementazione di sistemi di monitoraggio avanzati consente agli aeroporti di monitorare in continuo le condizioni atmosferiche e di impostare soglie operative per una gestione più efficiente e sicura delle attività aeroportuali a terra. Infatti, nel caso in cui il valore di un determinato parametro atmosferico (es. il vento) superi una delle soglie prefissate, un alert automatico viene immediatamente trasmesso all’aeroporto, consentendo così una pronta reazione e l’adozione delle misure necessarie per garantire la sicurezza delle operazioni aeroportuali.
Quale tecnologia scegliere?
La scelta tra sensori capacitivi e sensori a bulbo secco e umido dipende dalle esigenze specifiche dell’applicazione. Ecco una tabella riassuntiva dei vantaggi e degli svantaggi di entrambe le tecnologie:
Conclusioni
La misura dell’umidità relativa dell’aria è fondamentale in molte applicazioni e la scelta tra sensori con diverso elemento sensibile dipende da esigenze specifiche. Entrambe le tecnologie hanno vantaggi e svantaggi e la decisione finale dovrebbe basarsi sulle condizioni dell’ambiente e sull’accuratezza richiesta per l’applicazione specifica.
LSI LASTEM offre i sensori di umidità relativa di entrambe le tipologie per soddisfare le diverse esigenze dei clienti. Per ulteriori dettagli sui prodotti disponibili, è possibile visitare il sito web di LSI LASTEM: temperatura e umidita relativa