Academic literature on the topic 'Sensore impedenziometrico'

È molto importante nell’industria alimentare poter controllare e gestire determinati parametri di processo durante la conservazione e la trasformazione dei prodotti alimentari, nonché la loro conoscenza in tempo reale. Riuscire a monitorare questi valori è fondamentale perché consente di garantire elevati standard di qualità e avere prodotti approvati. Per fare questo genere di valutazioni, Carpigiani, azienda leader mondiale nella produzione di macchine per il gelato, ha sviluppato e realizzato un biosensore che consente di effettuare misurazioni per assicurare un prodotto ottimale dal punto di vista qualitativo e igienico. In questa tesi è stato portato avanti un progetto che si inserisce in questo scenario e che, in particolare, riguarda la programmazione del biosensore per poter effettuare delle misure impedenziometriche su un campione di miscela gelato e su alcuni impasti per panificazione. Lo scopo è quello di realizzare un sistema abile a misurare, attraverso la valutazione di alcuni parametri elettrici, la carica batterica presente in una miscela gelato e il cambiamento delle caratteristiche di un impasto durante la fase di lievitazione e al variare della ricetta considerata.

La tesi dal titolo "Programmazione di un nodo sensore impedenziometrico per monitoraggio strutturale" presenta inizialmente gli studi tratti da articoli scientifici e in seguito le due tecniche di misura utilizzate per l'analisi strutturale. Programmando un sensore della ST Microelectronics si genera inizialmente un segnale sinusoidale con il DAC, lo si acquisisce con l'ADC e, confrontando il segnale emesso e quello ricevuto come risposta, si possono caratterizzare il modulo e la fase di impedenze incognite. Nel lavoro di tesi sperimentale sono analizzati gli imprevisti emersi e la loro soluzione, sono presentate considerazioni sulla velocità e precisione del calcolo e analizzate configurazioni semplici e complesse formate da resistori e condensatori. Particolare attenzione è posta sulla programmazione bit a bit dei registri del sensore STM32F303 necessari a far interagire nel modo voluto DAC, ADC, clock, porte di I/O, DMA, OPAMP e timer e sulla calibrazione svolta all'inizio di ogni misura per assicurare i migliori risultati possibili.

Lo scopo di questa tesi è legato principalmente alla misurazione delle impedenze corporee attraverso un nodo sensore miniaturizzato. Si è utilizzato e programmato un nodo sensore basato sul processore STM32F303CC e il convertitore d'impedenza AD5933, connessi ad un PC tramite una Sensor Area Network, utilizzata per consentire ai dispositivi di comunicare dati e potenza in modo bidirezionale. Il convertitore di impedenza è stato studiato più approfonditamente ed è stato programmato attraverso il software Atollic seguendo il diagramma di flusso presente nel data sheet del convertitore, e sfruttando il programma Matlab per l'interfaccia sensore-utente. Per testare il programma all'inizio è stato chiesto al sensore di misurare la temperatura. Dopo averne verificato il corretto funzionamento, successivamente il sensore è stato impiegato per la misura di una resistenza di 1KΩ. Alle basse frequenze il sistema non è affidabile in quanto il convertitore prossimi alla frequenza di taglio ottenuta tramite due amplificatori operazionali integrati nel chip AD5933, i quali creano un filtro passa-banda con una banda passante tra 135Hz e 2.65MHz. Dopo aver superato la frequenza di taglio, però, il valore di impedenza arriva allo stesso valore della resistenza teorica. Successivamente, il sensore è stato impiegato anche nella misura di impedenza in presenza di un condensatore da 10nF. Anche in questo si è notato la stessa problematica: a frequenze basse il sistema non è affidabile, mentre, dopo aver superato la frequenza critica, l'andamento è molto simile a quello di un condensatore teorico.

Conoscere la concentrazione batterica di un campione biologico è di primaria importanza per molti segmenti di mercato come l'industria biomedicale, militare , ma anche l'industria alimentare e per il controllo ambientale. L'obiettivo della tesi è lo sviluppo di un dispositivo per il monitoraggio della concentrazione batterica basato sulla variazione di conducibilità della soluzione nel tempo, dovuto all'accumulo di ioni nella soluzione in cui sono presenti i batteri. Questa tecnica prende il nome di Impedance Microbiology e presenta una serie di vantaggi rispetto alle tecniche tradizionali in termini di tempo e di denaro. La tecnica di Impedance Microbiology promette di essere più veloce della SPC, portando il tempo di analisi da 24-72 ore ad approssimativamente 12 ore. Questa tecnica inoltre ha il vantaggio di poter essere automatizzata e di non necessitare di personale qualificato, riducendo sensibilmente i costi di analisi. In questa tesi verrà quindi sviluppato il dispositivo che permetterà di svolgere le analisi di Impedance Microbiology e verrà testato in laboratorio per valutarne il funzionamento.

Gli oceani coprono quasi il 75% della superficie della terra ed esercitano una grande influenza sulla vita di tutte le specie viventi e sull’evoluzione del clima a livello planetario. I repentini cambiamenti climatici hanno reso sempre piú importante studiarne i comportamenti. L’analisi della salinitá degli oceani é estremamente importante per gli studi sull’ambiente marino; puó essere usata per tracciare le masse d’acqua, descrivendone i flussi e svelandone la correlazione con i processi climatici, puó essere di aiuto ai biologi per studiare gli organismi marini e costituisce un parametro fondamentale per una vasta gamma di sensori. Un sistema autonomo che misuri conducibilitá e temperatura é il primo strumento per determinare la salinitá dell’acqua, sul mercato sono presenti sí numerosi sensori a elevata accuratezza ma necessitano di ingombranti strumenti di laboratorio per funzionare. Sistemi di ridotte dimensioni non sono invece altrettanto accurati ed affidabili. Questa tesi mira a sviluppare un'interfaccia che permetta di analizzare conducibilitá e temperatura con un elevato livello di accuratezza. Particolare attenzione sará posta all’elaborazione delle misure effettuate e alla caratterizzazione degli errori e dell’accuratezza del sistema. Partendo da queste basi in futuro si potrá creare un sistema autonomo a bassissima potenza, alimentato da batterie, che, basandosi sull’iterazione fra il chip impedenziometrico e il PIC, permetta di fare misure per un ciclo di vita di qualche anno.