Docente/i: Paolo Beduschi  

Denominazione del corso: Misure e strumentazioni industriali
Codice del corso: 062200
Corso di laurea: Ingegneria Elettrica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/12
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Elettrica
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso descrive i principali strumenti di acquisizione delle variabili fisiche di processo, i trasduttori di segnale e gli attuatori normalmente utilizzati in un moderno impianto, fornendo anche dei cenni sulle metodologie di impiego dei segnali nelle catene di regolazione e controllo. Il corso intende fornire una visione della strumentazione di processo ai tecnici dedicati all’esercizio ed alla manutenzione degli impianti industriali che realizzano il processo stesso. Il corso è integrato con la visita ad un grande impianto (tipicamente, una Centrale termoelettrica).

Programma del corso

Durante il corso saranno affrontati gli argomenti di seguito esposti.

Aspetti generali
Breve storia della strumentazione di processo; evoluzione, tendenze attuali. Strumenti di misura e creazione del segnale; errori negli strumenti di misura e nei trasduttori; segnali analogici / digitali; esempi di anelli di regolazione; modi di trasmissione dei segnali (cavi, fibra ottica, bus di campo, wireless, via pneumatica, ecc.); standard industriali per i segnali; protezione dalle interferenze dell’ambiente.

L’ambiente industriale
Sicurezza e classificazione delle aree; caratteristiche della strumentazione da utilizzare nelle zone con pericolo di esplosione per presenza di gas o polveri; cenno ai problemi di protezione della strumentazione contro l’effetto delle scariche atmosferiche.

Misure di temperatura
Termometri, termocoppie, termoresistenze, termistori: curve caratteristiche, classi di precisione, criteri di scelta ed utilizzo, problemi di uso ed installazione, taratura . Misure di temperatura senza contatto e termometri a radiazione

Misure di pressione
Manometri a colonna di liquido, manometri metallici (Bourdon, membrana, soffietto), manometri stato solido, celle differenziali. Aspetti tipici dell’installazione; taratura dei manometri.

Misure di livello
Principali strumenti per la rilevazione diretta ed indiretta di livello: livelli visivi; galleggiante / dislocatore; cella differenziale; bubbolatore; barra di torsione; rilevatori capacitivi, induttivi, resistivi, magnetici, magnetostrittivi, stato solido; radar ed ultrasuoni. Misura di livello per liquidi, polveri, fanghi, rinfuse granulari. Misura di livello in recipienti a pressione e temperature elevate.

Misure di portata
Principio di Bernoulli e la misura di portata dei fluidi incomprimibili e dei gas; la misura delle portata dei liquidi nei canali aperti e nei condotti; elementi primari di acquisizione dei parametri per misure di portata nelle tubazioni (orifizi calibrati, venturimetri, tubi di Pitot, misuratori ad effetto Coriolis); le celle differenziali e l’estrazione di radice; misuratori ad ultrasuoni, termometrici, magnetici; contatori volumetrici.

Misure di spostamento, vibrazione, rumore
Rilevatori di posizione, di velocità lineare e di rotazione, accelerometri; applicazioni tipiche per il monitoraggio delle macchine rotanti. Misura del rumore; il rumore in un impianto industriale: monitoraggio del livello di rumore e scale di ponderazione.

Valvole di regolazione e servomotori
Particolari costruttivi delle valvole di regolazione; terminologia. Caratteristica di una valvola e parametri di prestazione. Parametri da considerare nella scelta di una valvola. Funzione delle valvole di sicurezza e loro caratteristiche. I servomotori (elettrici, pneumatici, oleodinamici): ambiti tipici di utilizzo. Il posizionatore nelle valvole di regolazione: funzione e comportamento tipico.

Le misure di tipo analitico
Misure di conducibilità, pH e torbidità: caratteristiche costruttive degli strumenti ed accorgimenti operativi per ottenere misure attendibili. La cromatografia e l'evoluzione delle sue applicazioni nei processi industriali: esempi di utilizzo nel campo dei combustibili. Strumenti usati per la misura di polveri, CO, SO2, NOx, O2 al camino di un grande impianto di combustione: architettura ed esigenze operative del sistema di prelievo dei campioni

Miscellanea
I sistemi di pesatura: bilancie, celle di carico, pesatura nei processi continui. Descrizione di alcuni controlli non distruttivi in un impianto industriale (liquidi penetranti, correnti parassite, ultrasuoni, radiografie): criteri di applicazione e tipi di diagnosi ottenibili. Descrizione di alcuni controlli diagnostici sulle macchine elettriche: gas nell’olio dei trasformatori, scariche parziali per il controllo dell’isolamento, stato del pacco statorico nelle macchine rotanti, allascamento biette statoriche.

Prerequisiti

Conoscenze di Elettrotecnica, Chimica, Idraulica, Fisica tecnica

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 46
Esercitazioni (ore/anno in aula): 4
Laboratori (ore/anno in aula): 4
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Verranno fornite dispense sugli argomenti svolti, accompagnati da documentazione tecnica, fogli di specifica e altro materiale su singoli argomenti.

Modalità di verifica dell'apprendimento

E' prevista un'unica valutazione complessiva finale con esame orale