Che desideriate rose a gennaio o salmone fresco ad agosto, una catena di approvvigionamento a temperatura controllata lo rende possibile. Durante tutto l'anno, prodotti freschi come verdure, frutti di mare e fiori vengono trasportati attraverso una rete ininterrotta di magazzini refrigerati, camion e celle frigorifere, dall'azienda agricola al rivenditore.
L'intero sistema dipende dal mantenimento di temperature costanti. A differenza dei prodotti congelati, che vengono tipicamente conservati a una temperatura di 20 °C (68 °F) o più sotto lo zero, i prodotti freschi devono essere conservati entro un intervallo di temperatura ristretto. In genere questo intervallo va da 0 a 5 °C (da 32 a 41 °F). Se il sistema di raffreddamento di un congelatore si guasta, possono essere necessarie molte ore prima che la temperatura superi lo zero e i prodotti si deteriorino. Ma i prodotti freschi, essendo conservati entro limiti molto più ristretti, si deteriorano molto più rapidamente.
Per ovviare a questo problema è essenziale monitorare costantemente le temperature. In molti ambienti, tuttavia, non è pratico utilizzare cavi lunghi per trasmettere i segnali dalle termocoppie a una sala di controllo centrale. In tali situazioni, il monitoraggio wireless della temperatura è un'alternativa altamente conveniente. Tuttavia, le celle frigorifere e i congelatori presentano particolari difficoltà per le comunicazioni wireless. Come sa chiunque abbia mai perso il segnale del cellulare mentre era in ascensore, le scatole di metallo possono bloccare i segnali radio. Questo white paper di OMEGA Engineering illustra i vantaggi del monitoraggio wireless della temperatura e la sfida di far uscire i segnali a radiofrequenza da una custodia metallica. Le singole sezioni trattano:
- Principi del monitoraggio wireless della temperatura
- Perché farlo in modalità wireless
- Limitazioni
- Soluzioni
- Trasmettitori di temperatura wireless
Principi del monitoraggio wireless della temperatura
Mentre i termometri sono ideali per la lettura visiva della temperatura, la strumentazione richiede l'uso di termocoppie o rilevatori di temperatura a resistenza (RTD). Di solito questi sono collegati direttamente al dispositivo di visualizzazione, ma ciò diventa difficile quando sono necessari cavi lunghi. In tali situazioni la soluzione è utilizzare un trasmettitore di temperatura wireless.
I sistemi wireless sono facili da configurare. I fili per termocoppie sono collegati a un trasmettitore alimentato a batteria. Questo trasmette un segnale sulla frequenza di 2,4 GHz a un ricevitore montato fino a 122 m (400') di distanza. Per ottenere la massima portata e potenza del segnale è preferibile la linea di vista, ma il sistema può trasmettere attraverso ostacoli con una portata ridotta.
Utilizzando una connessione USB a un PC, il ricevitore invia la temperatura più la lettura ambientale del connettore, la potenza di trasmissione RF e lo stato della batteria al software di acquisizione dati.
Se i dati devono essere inviati su una distanza maggiore, un ricevitore/ripetitore può accettare i dati e ritrasmetterli a un ricevitore fino a 5 miglia di distanza.
Perché scegliere il wireless?
È difficile battere la robustezza di un impianto cablato, ma ci sono buoni motivi per scegliere un sistema wireless.
- Consente il monitoraggio su lunghe distanze senza cavi lunghi. Si raccomanda di mantenere il cavo della termocoppia e il cavo di prolunga al di sotto dei 30,5 m (100') per evitare che la resistenza loop diventi troppo elevata o che si verifichino errori di misurazione dovuti al rumore elettrico.
- Non è necessaria alcuna alimentazione elettrica. Alcuni trasmettitori wireless utilizzano batterie.
- Le condizioni della cella frigorifera devono essere mantenute 24 ore su 24, 7 giorni su 7, e non è pratico aspettarsi che qualcuno effettui controlli regolari con un termometro.
- Identifica rapidamente condizioni operative anomale, riducendo il rischio di deterioramento in caso di guasto del sistema di raffreddamento.
- Nessun cavo da posare, che può essere costoso.
- Flessibilità. Se un'area di conservazione refrigerata viene spostata o riconfigurata, i trasmettitori wireless possono essere riposizionati rapidamente e quasi senza alcun costo.
- Monitoraggio in tempo reale, a differenza della registrazione della temperatura che fornisce solo dati storici.
- Possibilità di programmare allarmi in caso di temperature al di fuori dei limiti preimpostati. Con alcuni sistemi è possibile ricevere un avviso via SMS o e-mail in caso di problemi.
Limitazioni
I trasmettitori di temperatura wireless presentano un punto debole: molti congelatori e celle frigorifere sono costruiti con pareti in acciaio. Queste bloccano la trasmissione dei segnali radio. Tale involucro è noto come gabbia di Faraday, dal nome dello scienziato inglese Michael Faraday che per primo ha dimostrato il fenomeno. Una gabbia di Faraday è una custodia metallica che impedisce alle cariche elettriche di entrare o uscire. Anziché penetrare nella gabbia, le cariche elettriche, provenienti dalle trasmissioni radio o da altre fonti come i fulmini, si diffondono sulla superficie (ecco perché si è al sicuro all'interno di un'auto durante un temporale). Lo stesso effetto si applica ai segnali all'interno della gabbia, che non possono uscire per lo stesso motivo.
Soluzioni
A condizione che l'installatore del sistema wireless sia consapevole del problema della gabbia di Faraday, l'implementazione di metodi di trasmissione alternativi è solitamente semplice. Due metodi sono:
- Posizionare il trasmettitore vicino a una finestra (anche una porta va bene se non è di metallo).
- Far passare i fili della termocoppia attraverso un piccolo foro nella parete, montando il trasmettitore all'esterno della cella frigorifera.
Trasmettitori di temperatura wireless
I trasmettitori compatti alimentati a batteria possono accettare un'ampia gamma di ingressi termocoppia per adattarsi a una varietà di applicazioni. La frequenza di trasmissione dei dati è programmabile dall'utente. Per le situazioni in cui è preferibile un RTD, un trasmettitore accetta un ingresso sensore RTD a 3 fili e trasmette i dati allo stesso modo.
Le trasmissioni wireless vengono inviate a un ricevitore collegato a un PC o a una rete o a Internet tramite un ricevitore.
Dati fuori dagli schemi
Il sistema di distribuzione della catena del freddo consente ai consumatori di gustare prodotti freschi praticamente ovunque e in qualsiasi periodo dell'anno. Questa rete di magazzini refrigerati, rimorchi e celle frigorifere dipende da sistemi di monitoraggio della temperatura che segnalano tempestivamente eventuali problemi che potrebbero causare il deterioramento dei prodotti.
Il monitoraggio wireless offre una maggiore flessibilità rispetto ai sistemi cablati, oltre alla possibilità di inviare dati a distanze di chilometri. Tuttavia, poiché molti congelatori e celle frigorifere sono costruiti con pareti rivestite in acciaio, esiste il problema di far uscire il segnale wireless da una gabbia di Faraday. Questo white paper di OMEGA Engineering evidenzia le caratteristiche principali di questi ambienti e suggerisce due soluzioni economiche.
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