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Benefits of quartz piezoelectric technology for Weigh In Motion (WIM) systems

La tecnologia piezoelettrica al quarzo

La scelta migliore per i sistemi Weigh In Motion (WIM)

Due tecnologie si sono affermate come soluzioni preferite per la maggior parte delle misurazioni di forza: sensori piezoelettrici al quarzo ed estensimetri. In alcune situazioni industriali, entrambi i metodi forniscono risultati di qualità comparabile (la determinazione delle forze che agiscono su una fresa Ø 10 mm è un esempio). Ma ci sono altre applicazioni in cui l'esperienza pratica dimostra che una delle alternative è chiaramente superiore - e questo è sicuramente vero nel caso della tecnologia Weigh In Motion (WIM), dove i sensori piezoelettrici al quarzo (PE) offrono vantaggi molto maggiori rispetto agli estensimetri. Quindi, quali sono le ragioni precise per preferire la tecnologia PE al quarzo rispetto agli estensimetri in un sistema WIM?

Shallow installation depth of quartz PE sensors in Kistler Weigh In Motion (WIM) system.

Profondità di installazione

I sensori PE al quarzo per le applicazioni WIM presentano un design meno complesso, più piccolo e compatto rispetto agli estensimetri tradizionali. Queste caratteristiche riducono il tempo necessario per installarli sotto la superficie stradale: è infatti possibile inserirli fino a 55cm di profondità, impiegando al massimo due giorni di lavoro gestendo l'organizzazione per mantenere il flusso del traffico. I sensori che si basano su tecnologia estensimetrica devono essere più grandi per garantire la necessaria sensibilità di misura. A questo proposito il Dipartimento dei Trasporti Americano ha stabilito nella "Weigh-In-Motion Pocket Guide": "Al momento l'installazione dei sensori estensimetrici richiede la realizzazione di cave spesse 3 pollici (=7,6cm) nel manto stradale. Questa procedura limita l'applicazione dei sensori che si basano su tecnologia estensimetrica su manti stradali di spessore ridotto". Kistler offre anche un nuovo servizio, l'analisi strutturale della strada (SRA), per aiutare i nostri clienti ad identificare e valutare le zone migliori per installare i nostri sistemi WIM: scopri di più qui.

Quartz piezoelectric sensors in the Weigh In Motion (WIM) system from Kistler are durable and robust.

Durata e resistenza

I sensori piezoelettrici al quarzo hanno dimostrato una durata di funzionamento di oltre 5 anni. Negli USA, dove la tecnologia WIM di Kistler viene utilizzata in 43 stati, i primi sensori PE al quarzo furono installati nel 2003 - e il sistema funziona ancora oggi con gli stessi sensori! Non sono insoliti cicli operativi di 10 anni o più: ciò dimostra la convenienza dei sensori PE per i nostri clienti. Inoltre, i sensori PE al quarzo includono la protezione dal sovraccarico: possono sopportare sovraccarichi del 20% e, a volte, fino al 50% per brevi periodi. Al contrario, i limiti di snervamento / limiti elastici dei metalli usati negli estensimetri (ad esempio la costantana) non possono essere estesi all'infinito, e questa è una delle ragione della loro durata limitata.

The quartz PE technology in Weigh In Motion (WIM) systems from Kistler offers a wide measuring range.

Ampiezza del range di misurazione

Probabilmente il vantaggio più famoso della tecnologia dei sensori al quarzo è l'ampiezza del range di misurazione. In altre parole, la costante sensibilità della tecnologia piezoelettrica (PE) permette che i pesi dei camion, delle autovetture e persino delle bici in transito nella zona WIM saranno misurati e registrati con la stessa accuratezza. Molti materiali piezoelettrici includono un alto coefficiente di elasticità; gli elementi di misurazione PE al quarzo mostrano una flessione quasi nulla, e i sensori beneficiano di una frequenza naturale estremamente alta e una linearità eccellente in un ampio spettro di ampiezza. La tecnologia piezoelettrica al quarzo è indipendente dai campi elettromagnetici e dalle radiazioni. Gli estensimetri possono raggiungere misurazioni e prestazioni comparabili solo con un design molto più complicato - e le celle di carico di questo tipo sono pesanti e difficili da maneggiare. Anche se gli estensimetri funzionano bene a fondo scala, la loro efficienza diminuisce sensibilmente per veicoli più leggeri. Vedi il datasheet dei sensori Lineas.

Kistler Weigh In Motion (WIM) systems based on quartz PE technology are made in Switzerland.

Processo di produzione completamente controllato

Come fornitore più importante della tecnologia di misurazione piezoelettrica al quarzo (PE), controlliamo tutta la filiera produttiva nei nostri stabilimenti in Svizzera. Installiamo cristalli a disco, grandi come lenti a contatto, in tutta la lunghezza dei sensori - e Kistler gestisce anche uno stabilimento per lo sviluppo dei cristalli in base a una formula brevettata. I nostri dispositivi di produzione all'avanguardia garantiscono l'individuazione e l'eliminazione dei potenziali difetti agli stadi iniziali; le ispezioni finali approfondite includono il controllo dello spessore e diversi test di funzionamento: la sensibilità uniforme viene verificata lungo tutta la lunghezza del sensore nel sistema di calibrazione. Abbiamo prodotto e spedito oltre 50000 sensori Lineas per WIM dai nostri stabilimenti a Winterthur, in Svizzera. I sistemi basati sui sensori Lineas hanno stabilito degli standard globali per accuratezza, affidabilità, durata e facilità di utilizzo. Scopri di più sulla nostra produzione di sensori.

Kistler provides value-added service for its Weigh In Motion (WIM) systems worldwide.

Supporto e assistenza globali

Kistler offre un portfolio di diversi servizi aggiuntivi per migliorare l'utilizzo e la durata dei sistemi WIM basati sui sensori PE al quarzo. Il nostro obiettivo è garantire un utilizzo semplice durante il ciclo di funzionamento di ogni installazione WIM. Vi assistiamo per determinare la zona migliore per l'installazione, oltre a fornire formazione e certificazioni per rendere il cliente autonomo. I nostri servizi includono la calibrazione e l'ottimizzazione per assicurare la massima accuratezza, ed estensioni di garanzia fino a 5 anni per una sicurezza maggiore. Le installazioni dei sensori PE al quarzo in oltre 50 paesi in tutti i continenti dimostrano che possiamo fornire supporto locale per gli integratori autorizzati dai governi o enti stradali locali. Kistler è attrezzata per fornire supporto locale e servizi aggiuntivi per WIM in tutto il mondo. Scopri i nostri servizi WIM.