la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
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in questa situazione varierà in modo estremamente lento e di molto poco. La
soluzione più comunemente impiegata si fonda sul fatto che sono disponibili
componenti elettronici che integrano al loro interno le funzioni seguenti: generazione
elettronica di un giunto di riferimento, amplificazione del segnale e
decodifica del segnale della termocoppia in base alla relativa curva caratteristica.
L’uscita sarà quindi costituita da un segnale già compensato per la temperatura
del giunto di riferimento, amplificato, linearizzato in funzione del tipo di termocoppia
e quindi della corretta curva caratteristica.
2.7.3.2.2 Termoresistenze
La resistenza elettrica dei materiali conduttori (come per esempio il rame, il
tungsteno, il nichel ed il platino) aumenta con l’aumentare della temperatura a
cui si trovano. Questa proprietà suggerisce la possibilità di realizzare sensori di
temperatura costituiti sostanzialmente da spezzoni di materiale conduttore inseriti
come resistenze in appositi circuiti elettrici. In effetti tali sensori presentano
una variazione di resistenza elettrica direttamente proporzionale alla variazione
della propria temperatura. La relazione matematica che lega il valore di resistenza
elettrica R alla temperatura T prende il nome di curva caratteristica.Tra tutti
i metalli citati, il platino è sicuramente il più interessante, soprattutto per la sua
relativa stabilità chimica,e in effetti la maggior parte delle termoresistenze (RTD)
sono in realtà resistori di platino (PRT). Nelle applicazioni pratiche più comuni
si considera come RTD una resistenza al platino che a 0°C abbia una resistenza
elettrica esattamente di 100Ω. Una termoresistenza di questo tipo prende il
nome di PT100 ed è costituita da uno spezzone minuscolo di filo di Pt collegato
ad un opportuno circuito elettrico capace di rilevare e determinare la sua resistenza
che, come visto, risulta direttamente proporzionale alla temperatura media
dello spezzone stesso. Dalla conoscenza di R 0 e della curva caratteristica è immediato
ottenere il valore della temperatura. Le RTD più diffuse in meteorologia
sono frequentemente costituite da fili di platino (di regola incamiciati in cementi
polimerici o ceramici per ritardarne la corrosione e per evitare lesioni meccaniche)
di dimensioni calibrate, con la resistenza a 0°C pari a 100 Ω. La scelta di
una termoresistenza di Pt deriva dal fatto che essa presenta un’elevata accuratezza
ed un comportamento molto stabile nel tempo. In aggiunta, la curva di risposta
temperatura/resistenza ha un andamento molto regolare che, per quanto non
lineare, si presta molto bene ad una linearizzazione tabellare. La geometria indicata
è tipica dei sensori destinati a misure di routine, per i quali la velocità di
risposta non è la qualità più importante. Per misure di tipo micrometeorologico,
invece, la struttura geometrica del sensore può essere molto varia.Tutte hanno in
comune però il fatto di impiegare fili estremamente sottili di lunghezza estremamente
ridotta. Oltre che per ragioni di risposta dinamica del sensore, la riduzione
della dimensione fisica del sensore deriva dal fatto che la RTD è sensibile
alla temperatura media del sensore stesso: più la dimensione è elevata, meno la
misura di temperatura sarà puntuale.
Con buona approssimazione, una RTD (e quindi anche una PT100) può essere
considerato un sensore del primo ordine caratterizzato da una costante di tempo che
può essere stimata con le medesime relazioni date per le termocoppie.Anche in
questo caso dimensione ridotta della RTD (vista geometricamente come un piccolo
cilindro) significa ridotta costante di tempo.
I problemi visti a proposito delle termocoppie si ripropongono allo stesso modo