Ossigeno elemento della vita, come rilevarlo?



L’ossigeno è l’elemento principale per l’esistenza di tutti gli esseri viventi sulla terra. Basti pensare che è presente nell’87% degli oceani e nel 20% dell’atmosfera terrestre per capire il suo ruolo fondamentale per la sopravvivenza del genere umano. Misurare la percentuale di ossigeno nell’aria diventa quindi un’operazione necessaria per diverse applicazioni industriali.

La rilevazione dell’ossigeno è richiesta soprattutto dai laboratori e nell’agricoltura, ma anche in contesti inusuali come ad esempio il training ad alta quota. Sono disponibili diverse tecnologie tra cui i sensori di ossigeno all’ossido di zirconio ed i sensori di ossigeno ottico. Entrambi i rilevatori di ossigeno sono realizzati con tecnologie innovative e garantiscono sempre il miglior risultato nella rilevazione di gas all’interno di uno specifico ambiente.

Scopriamo nello specifico come funzionano questi particolari sensori e quali sono i principali campi d’applicazione.

Sensore di ossigeno all’ossido di zirconio

Il sensore di ossigeno all’ossido di zirconio è sviluppato con tecnologie altamente avanzate che assicurano una notevole precisione di misurazione e una lunga durata di funzionamento senza la necessità di manutenzione continua.

Il sensore è dotato di una cella di misura dove la miscela di gas viene portata a temperature molto alte, in modo che il gas combusto venga separato dal gas di riferimento (aria ambiente) mediante una membrana di zirconio. Gli ioni dell’ossigeno, in base alla pressione parziale esercitata dall’ossigeno, si muovono all’interno della stessa membrana. In seguito a questa azione si verifica una differenza di potenziale elettrico e quindi il campo di misura dei sensori può essere 0.25% oppure 0.100% vol. L’utilizzo di questi particolari sensori è molto diffuso nelle misurazioni dei gas combusti anche ad alte temperature.

Sensore di ossigeno ottico

Il sensore di ossigeno ottico, come il precedente modello, ha nella precisione di misurazione, nell’elevata durata di funzionamento ed in una manutenzione molto contenuta i suoi principali punti di forza.

Sfruttando il principio dello smorzamento della luce generata da un materiale fluorescente appositamente stimolato, il sensore è in grado di misurare con estrema precisione la pressione parziale ambientale dell’ossigeno. Il tempo di emissione della luce è inversamente proporzionale alla quantità di ossigeno. In pratica maggiore è l’ossigeno nell’ambiente e minore è il tempo di emissione, proprio perché l’ossigeno assorbe energia. Il processo di misurazione avviene tramite un fotodiodo che, in base alla misurazione della luce, invia un segnale elettrico corrispondente.

Il sensore di ossigeno ottico è utilizzato in vari campi d’applicazione poiché assicura una buona stabilità nel tempo, bassi consumi e bassi costi. Inoltre è di piccole dimensioni quindi garantisce anche una notevole facilità di utilizzo. Il campo di misura equivale a 0.300 mbar (pressione parziale) o 0.25% (percentuale di ossigeno). Questi sensori vengono impiegati come analizzatori di ossigeno, concentratori di ossigeno, attrezzature da laboratorio e strumenti per l’agricoltura.



 

I vari campi di applicazione dei sensori di ossigeno

I sensori di ossigeno, grazie alla loro versatilità ed efficienza, vengono impiegati in numerosi settori industriali come l’industria chimica, l’industria farmaceutica, l’industria alimentare, l’industria ittica, l’industria dell’acqua e delle acque reflue.

L’obiettivo di questi sensori è controllare il livello di ossigenazione degli ambienti lavorativi e tutelare la salute dei lavoratori. Si stima infatti che molti lavoratori restino feriti gravemente o addirittura perdano la vita poiché operano in spazi confinati o in aree pericolose dove non c’è ossigeno a sufficienza. Secondo le statistiche il 60% degli incidenti avviene poiché gli altri lavoratori tentano di soccorrere i loro colleghi, restando coinvolti a loro volta in un drammatico effetto-domino.

Per tutelare la salute dei lavoratori e per essere in regola secondo le normative lavorative è quindi necessario effettuare un’analisi approfondita del rischio con appositi strumenti secondo quanto indicato dal Testo Unico sulla salute e sicurezza sul lavoro D.lgs. 9 aprile 2008, n. 81.

Gli altri strumenti utili per misurare le concentrazioni di gas 

Ai sensori di ossigeno si affiancano altri dispositivi utilissimi per misurare le concentrazioni di gas come i sensori di anidride carbonica, i sensori di gas ed i trasmettitori di anidride carbonica.

Per dotarsi di questi strumenti è necessario rivolgersi a professionisti del settore che hanno una lunga esperienza in questo campo, come l’azienda Repcom specializzata da oltre 40 anni nella componentistica elettronica industriale.

I sensori di anidride carbonica sfruttano una particolare tecnologia a raggi infrarossi per rilevare la quantità di anidride carbonica presente nell’ambiente oppure all’interno di miscele di gas. I raggi infrarossi emanano un fascio che attraversa la miscela da analizzare. Il fascio si attenua a seconda della presenza di CO2 a determinate frequenze, fornendo così un risultato finale preciso ed affidabile.

I sensori di gas hanno un funzionamento piuttosto simile in quanto si basano su una particolare tecnologia a raggi infrarossi per misurare la concentrazione di un gas nell’aria o nella miscela. Ogni gas presenta poi diverse frequenze di assorbimento, perciò risulta ancora più facile effettuare la misurazione precisa della quantità di un singolo gas.

Infine i trasmettitori di CO2, disponibili in vari modelli per l’uso industriale o residenziale, usano una sonda di anidride carbonica per misurare la concentrazione e poi renderla disponibile tramite un’interfaccia industriale.



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