STEP#8 - I materiali

L’anemometro a filo caldo (AFC) è costituito da sonda, circuito ed apparato protettivo.

L’apparato fondamentale dell’AFC è sicuramente la sonda, ovvero ciò con cui capta direzione e velocità del fluido.

Fin dai primi sviluppi di un anemometro di questa tipologia, il suo principale innovatore L.V. King nel 1914 (e poi in altre due pubblicazioni nel 1915 e nel 1916) aveva accostato l’idea dell’AFC con l’elemento del platino. Nel 1920 J. T. Morris utilizzò per il suo prototipo quattro fili di nickel riscaldati. Nel 1947 la National Physical Laboratory (NPL) aveva sviluppato altresì l’idea di un AFC schermato da un cilindro di silicio con doppio foro.

Oggigiorno i principali elementi utilizzati nella realizzazione di queste sonde sono platino, tungsteno o platino-iridio (o rodio) e sono stati questi i materiali ad essere utilizzati fin dal 1950 ed anche precedentemente.

Esistono, però, due tipi di sonde: a filo caldo e a film caldo.

I sensori a film caldo sono stati introdotti nel 1955 da H. H. Lowell e N. Patton e da S. C. Ling e sono stati la principale innovazione per questa tecnologia. Questi si avvalgono di materiali come il quarzo che funge da supporto e da coating protettivo per il film in metallo che fa da sensore. Altri materiali per i sostegni del filo possono essere acciaio inox ed oro.

Cilindro di silicio con doppio foro

Bibliografia: 

L.V. KING, XII. On the convection of heat from small cylinders in a stream of fluid: Determination of the convection constants of small platinum wires with applications to hot-wire anemometry, in « Philosophical Transactions of the Royal Society A», Anno XXVII (1914), Vol. 214, pp. 373-432

L.LÖFDAHL, M. GAD-EL-HAK, Sensor for Turbolence Measurements and Control, in The MEMS Handbook, edito da M. GAD-EL-HAK, Boca Raton: CRC Press, 2002, vol.III, par. 26.4.3

G.COMTE-BELLOT, Hot wire anemometry, in «Annual Review of Fluid Mechanics», Anno VII (1976), Vol. 8, pp. 209-231

L.M.FINGERSON e P.FREYMUTH, Thermal Anemometers, in: Fluid Mechanics Measurement, seconda edizione, edito da R.J.GOLDSTEIN, Washington D.C.: Taylor&Francis, 1977, pp. 115-173

Immagine e fonte:

I.D. UNWIN, The Measurement of Air Flow in Coal Mines: A Historical Review, British Coal Corporation, 1988, par. 12

Sitografia:

http://www.dept.aoe.vt.edu/~simpson/aoe4154/hotwirelab.pdf

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