Fibra ottica come termometro in ambienti industriali estremi

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Credit: UC3M

Un gruppo di ricercatori dell’Universidad Carlos III di Madrid  ha sviluppato un sistema capace di misurare la temperatura dei processi meccanici o taglienti in aree dove le tecniche convenzionali non hanno accesso. In questi ambienti non si possono usare le camere termografiche a infrarossi, perché non c’è una chiara linea di visione nel punto di taglio dell’utensile, né termocoppie o altri sensori, a causa dell’eventuale deterioramento e della difficoltà a stabilire una buona posizione. I ricercatori hanno risolto questo problema prendendo un pirometro a fibra ottica. La fibra ottica è un mezzo di trasmissione in cui vengono inviati impulsi di luce che rappresentano dati. Grazie alle sue dimensioni estremamente ridotte (62,5 micrometri, considerato che il diametro di un capello è circa 100 micrometri), la fibra ottica può essere inserita in spazi molto piccoli. In questo caso, gli scienziati hanno impiegato una fibra ottica tipica delle telecomunicazioni come quelle impiegate per trasmettere segnali ad alta velocità su reti dati. Il pirometro determina la temperatura di un corpo dalla quantità di radiazione che emette: quando la radiazione aumenta, aumenta la temperatura.

Credit: UC3M
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Il dispositivo è calibrato in modo da “iniziare a misurare a 300 gradi, ma può arrivare fino a mille gradi, perché la fibra, che è composta di silice, è in grado di sopportare temperature molto alte,” spiega Carmen Vázquez, coordinatrice del progetto. L’ottenimento di dati sulle variazioni di temperatura durante il taglio aiuta nell’analisi dell’evoluzione dell’usura di uno strumento, in modo da ottimizzarne la durata della vita e migliorare così la produttività. Inoltre, nella maggior parte dei casi, la temperatura è un parametro indicativo del danno causato dal sistema meccanico, quindi è utile per garantire l’integrità superficiale del materiale meccanizzato.Questo sistema trova applicazione negli ambienti in cui vengono usati strumenti meccanizzati per la produzione di componenti, come il settore aerospaziale: durante la produzione meccanizzata delle parti dei motori, è molto importante evitare temperature estreme o cambiamenti nelle fasi relative alle prestazioni nella fatica. Secondo i ricercatori si potrebbe già introdurre il prototipo sul campo e lavorare in diversi macchinari nel settore.

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