Come ridurre al minimo gli elementi di disturbo nei risultati di pesatura

Una questione di posizione: luogo e temperatura di misurazione

Non è solo la qualità della bilancia utilizzata a influire sulla precisione del risultato di misurazione di un prodotto. Anche se una bilancia è installata e calibrata in modo corretto, possono esserci diversi fattori, non immediatamente riconoscibili a un primo sguardo, che influiscono sul risultato. Il più delle volte, ad esempio, si parte dal presupposto che la forza di gravità sia sempre uguale in tutti i punti della terra. Ma non è così, perché la terra non è perfettamente sferica e di conseguenza non ha la stessa densità ovunque. Anche la distanza dall’equatore e dal centro della terra hanno un certo influsso. Persino lo spostamento di una bilancia in un piano più alto o più basso altera il risultato di misurazione nell’ordine di 1 ppm, in altre parole per un carico di 1000 g il risultato di pesatura si discosta di 1 mg. Per escludere con certezza queste deviazioni, Minebea Intec mette a disposizione dei propri clienti tutto il suo profondo know-how e molteplici servizi di progettazione. L’assortimento dell’azienda comprende, tra l’altro, soluzioni di pesatura mobili verificabili con sistema di pesatura EMC (come i modelli Signum o le piattaforme IS), che sono dotate anche di un peso di regolazione integrato. In questo modo si riescono sempre a correggere le deviazioni determinate da uno spostamento. Questi sistemi sono molto flessibili e forniscono risultati di misurazione precisi anche a più latitudini diverse.

Anche la temperatura è un fattore che influisce molto sul risultato di misurazione delle bilance. Il calore in particolare può creare negli impianti svariati problemi che possono manifestarsi sotto forma di alterazioni delle dimensioni meccaniche, generazione di forze innescata dalla dilatazione dei materiali utilizzati e alterazioni nelle prestazioni di singoli componenti delle bilance. In ambienti estremamente freddi, i carichi di ghiaccio e neve, ad esempio sui silos, così come temperature errate nell’elettronica di pesatura possono determinare risultati di pesatura falsati. Le bilance industriali devono produrre gli stessi risultati tanto in condizioni di freddo glaciale quanto nei torridi ambienti desertici, dove le temperature possono superare di oltre 100 gradi quelle registrate nell’inverno siberiano. Gli esperti del supporto ingegneristico di Minebea Intec si confrontano ormai da anni con queste condizioni estreme e hanno maturato una lunga esperienza.

Ad esempio, grazie alla sua elevata resistenza al calore la cella di carico PR 6212 garantisce processi sicuri nell’industria chimica e siderurgica ma non solo. Il prodotto compatto, infatti, è disponibile anche in una versione opzionale per alte temperature (fino a 180 °C) e attraverso un blocco di sollevamento integrato con gioco orizzontale esteso è in grado di assorbire le oscillazioni di temperatura. Avendo inoltre un’elevata resistenza alle vibrazioni, assicura risultati di misurazione precisi anche in presenza di oscillazioni.

Per ottenere risultati di pesatura corretti, bisogna anche evitare escursioni termiche e deviazioni rispetto all’intervallo di temperatura definito per l’impiego. Se, ad esempio, una bilancia industriale ha un coefficiente di temperatura della sensibilità ≤ 2 × 10^-6/K ed è regolata per essere utilizzata a 18 °C, può raggiungere uno scostamento dalla sensibilità di 0,6 mg/100 g, se nel luogo di installazione vi è una temperatura di 21 °C.

Un altro effetto legato alla temperatura e al livello di umidità nell’aria si manifesta quando aria umida passa sopra le superfici fredde e l’umidità divenuta condensa si deposita sulle superfici. In questi casi si ottengono risultati di pesatura errati soprattutto quando ad essere pesati sono oggetti di piccole dimensioni su bilance ad alta risoluzione.

Come i cambiamenti d’aria non voluti portano a risultati di pesatura errati

Spesso si sottovaluta il possibile effetto che correnti d’aria, spinta aerostatica e forze eoliche hanno sui risultati di pesatura. Tali fattori di disturbo si presentano soprattutto in ambienti esterni, dove l’aria in movimento, ad esempio nei silos alti, genera una pressione dinamica che complica notevolmente i risultati di pesatura riproducibili. Ma eseguire pesature precise può essere altrettanto problematico nei serbatoi a terra quando il vento forte innesca anche forze di sollevamento. Quanto le correnti d’aria alterino i risultati di pesatura dipende poi anche da fattori come la forma e le dimensioni di un serbatoio, la finitura liscia della sua superficie e la distanza da altri edifici alti che possono fare da schermo al vento.

Oltre a considerare i possibili effetti negativi sui risultati di pesatura, quando si elaborano soluzioni di pesatura per ambienti esterni è fondamentale progettare tutti i componenti dell’impianto in modo che siano sufficientemente resistenti e stabili rispetto alle forze eoliche presenti, in modo da garantire un funzionamento sicuro con risultati di misurazione corretti. Tra gli aspetti da valutare vi è anche l’adeguato dimensionamento della capacità delle celle di carico scelte, dei vincoli meccanici e degli elementi del blocco di sollevamento.

La cella di carico Inteco®/PR 6203, che è l’evoluzione coerente del noto modello PR 6201 di Minebea Intec, è adatta per l’impiego in molte applicazioni in ambienti esterni. I kit di montaggio FlexLock di Minebea Intec minimizzano l’effetto dei moti sul risultato di pesatura, riducendo di fatto gli influssi negativi delle forze eoliche nei processi di pesatura all’aperto. Questa soluzione flessibile e innovativa per la pesatura di silos e serbatoi si distingue anche per la sua notevole resistenza alle vibrazioni.

Elettrostatica e magnetismo: quali misure garantiscono risultati precisi

Le cariche elettrostatiche esercitano forze sul materiale da pesare, sul piatto di carico o sulla cella di carico, alterando così i risultati di pesatura in modo significativo e determinando una scarsa ripetibilità dei risultati stessi in caso di misurazioni multiple. Lo stesso discorso vale anche per le forze magnetiche che si generano quando si incontrano materiali con proprietà magnetiche diverse.

Per molti materiali bastano uno spray antistatico o un ventilatore ionizzante per eliminare l’elettricità statica. Per contrastare invece le forze magnetiche, bisogna posizionare l’oggetto da pesare a una distanza sufficiente da tutti i componenti magnetici e/o magnetizzati oppure bisogna smagnetizzare o schermare tale oggetto. Qualora non fosse possibile, una bilancia incassata potrebbe rivelarsi a seconda delle circostanze una soluzione utile.

I processi di pesatura nella produzione di materiali plastici rappresentano spesso una sfida in termini di carica elettrostatica, la quale può alterare il risultato di pesatura. Attraverso l’impiego di uno ionizzatore nelle selezionatrici ponderali come nel caso del modello WK+, si può neutralizzare la carica elettrostatica: la selezionatrice ponderale combina alcune funzioni pratiche come una schermatura contro i flussi d’aria e uno ionizzatore, che riduce al minimo le cariche, con risultati di pesatura affidabili ed estremamente precisi. Con queste soluzioni su misura Minebea Intec è riuscita in diverse applicazioni a neutralizzare le parti in plastica e garantire così risultati di pesatura precisi.

Vibrazioni, attrito, sovraccarico e forze sismiche: soluzioni di pesatura per condizioni estreme

Vibrazioni, attrito, sovraccarico e sollecitazioni d’urto sono fattori che possono avere un grande influsso su un risultato di misurazione nei processi di pesatura e per questo, se possibile, andrebbero evitati o per lo meno limitati. L’attrito, ad esempio, si forma quando dopo un periodo di funzionamento piuttosto lungo i raccordi delle bilance si induriscono e diventano rigidi a causa dei depositi di prodotti o quando con il tempo i tubi flessibili e le canaline per cavi perdono la propria flessibilità. La pulizia e la manutenzione regolari contribuiscono a evitare molti degli errori di misurazione causati proprio da queste situazioni.

I terremoti sono tra le forze più devastanti della terra. Anche piccole scosse sismiche possono falsare i processi di pesatura, mentre in caso di terremoti forti c’è addirittura il pericolo di danneggiare o distruggere intere costruzioni. Impiegando tecniche di misurazione nelle aree a rischio sismico, gli speciali kit di montaggio per celle di carico offrono una certa sicurezza contro la dilatazione o la contrazione termica o meccanica dei serbatoi, in modo da escludere il rischio di collasso della costruzione o della caduta dei silos e fornire un’adeguata protezione.

Le celle di carico della serie PR 6241 sono state appositamente progettate per la pesatura dei serbatoi di processo di medio-piccole dimensioni e per il dosaggio ad alta precisione. Il loro concetto di costruzione, unico nel suo genere, combina il principio della forza di gravità e il principio a pendolo e in abbinamento ai kit di montaggio FlexLock permette di compensare i movimenti che si generano in seguito alla dilatazione o alla contrazione meccanica o termica del serbatoio o della struttura portante. Novego, l’innovativo modulo di pesatura, offre un’altra soluzione. Unico sul mercato, Novego garantisce precisione di misurazione anche con forze laterali elevate fino al 20% del carico. La straordinaria resistenza alla forza trasversale esclude eventuali imprecisioni causate dalle vibrazioni, pertanto è ideale, ad esempio, per la pesatura di serbatoi con miscelatori. Inoltre, la protezione contro i sovraccarichi integrata in molti sistemi Minebea Intec assicura soluzioni robuste che consentono un funzionamento sicuro anche in caso di sollecitazioni meccaniche estreme.

Celle di carico: criteri importanti per una precisione ottimale

A influire sulla precisione dei risultati di misurazione non sono solo i fattori generali o ambientali appena descritti. A volte la qualità della misurazione viene pregiudicata già dalla scelta dei componenti sbagliati, da errori nel montaggio o da errori nella regolazione e nella calibrazione.

La selezionatrice ponderale Flexus di Minebea Intec, ad esempio, rappresenta una soluzione efficace. Su richiesta è disponibile anche con la cella di carico ad alta precisione WZED, installata sotto il nastro di pesatura al riparo dagli influssi esterni. Inoltre, la struttura su misura con nastro di ingresso e di uscita permette di eseguire le pesature nella quasi totale assenza di vibrazioni. Oltre a una velocità e a una precisione superiori in fase di pesatura, questa soluzione offre anche una compensazione della forza elettromagnetica così come una minore sensibilità ai disturbi rispetto a fattori come temperatura, umidità o vento. È pertanto possibile pesare anche i prodotti con un peso minimo veramente contenuto, a partire da cinque grammi, in modo verificabile e nel rispetto di tutti gli standard. WZED ha ottenuto l'approvazione MID per applicazioni con obbligo di taratura con velocità del nastro fino a 3 m/s e può quindi essere utilizzata anche per applicazioni ad alta velocità con un massimo di 600 oggetti al minuto. Questa cella di carico è dunque particolarmente adatta per la pesatura dinamica nell’industria dolciaria o dei prodotti in scatola così come per l’impiego in settori come l’industria farmaceutica, chimica o cosmetica.

Con le bilance industriali della serie Combics®, Minebea Intec assicura risultati di misurazione affidabili nel lungo termine attraverso il ricorso alla collaudata tecnologia a ponte estensimetrico ad alta risoluzione. A seconda del modello, le bilance Combics® possono avere risoluzioni fino a 60.000 d. Le bilance industriali Combics® coprono le più svariate applicazioni di pesatura in diversi settori industriali e sono certificate GMP, ISO, ATEX, OIML e FDA.

Risoluzioni fino a 620.000 d sono raggiunte dalle bilance industriali Signum® e dalle piattaforme digitali IS di Minebea Intec nella versione Supreme che, grazie ai loro sistemi di compensazione della forza elettromagnetica, raggiungono una straordinaria precisione nella determinazione delle masse. Signum® è molto solida e resistente e attraverso un’interfaccia utente molto intuitiva si adatta senza alcun problema e in maniera perfetta a tutte le condizioni ambientali che si possono trovare in un contesto industriale.

Come per tutte le bilance industriali, anche per le serie Combics o Signum gli utenti devono fare attenzione ai possibili influssi ambientali per evitare deviazioni nei risultati di misurazione.

Assistenza da parte di specialisti

Diversi influssi interni ed esterni possono portare a risultati errati nel rilevamento delle masse. Minebea Intec si confronta con questa problematica già da decenni e grazie all’esperienza maturata è in grado di supportare gli utenti in modo ottimale nella scelta della tecnologia di pesatura più adatta così come nell’installazione corretta, nell’allineamento e nella calibrazione regolare. L’ampia gamma di prodotti e servizi per i processi di pesatura e ispezione automatici e manuali offre soluzioni su misura per le applicazioni e i settori industriali più diversi che consentono di ottenere risultati di pesatura precisi anche in presenza di elementi di disturbo.

Inviateci un PDF della vostra pubblicazione. Se ci pubblicate online, saremmo lieti se inseriste un collegamento a www.minebea-intec.com