I TRASDUTTORI PIEZOELETTRICII TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI

L'esempio del radio-trackingL'esempio del radio-tracking

SOMMARIOSOMMARIO

1. Trasduttori piezoelettricia) Il fenomeno della piezoelettricità

b) Materiali piezoelettrici

c) Applicazioni

2. Il Radio-Trackinga) Cos'è?

b) In cosa consiste?

c) Strumentazione e attrezzi Attrezzatura trasmittente Attrezzatura ricevente

a) Finalità

TRASTRASDDUTTORI PIEZOELETTRICI : UTTORI PIEZOELETTRICI : Il Il fenomeno fenomeno della piezoelettricitàdella piezoelettricità

La piezoelettricitàpiezoelettricità si basa sulla proprietà che hanno alcuni materiali cristallini di manifestare una carica elettrica se sottoposti a stress meccanico, oppure di deformarsi se sottoposti ad un campo elettrico

Alcuni materiali, sottoposti ad una sollecitazione meccanica, hanno la capacità di manifestare una differenza di potenziale tra le due facce opposte di una loro lamina.

I trasduttori piezoelettricitrasduttori piezoelettrici sono quindi dispositivi che sono in grado di convertire l’energia meccanica in energia elettrica attraverso l’effetto piezoelettrico.

TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : il TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : il fenomeno della piezoelettricitàfenomeno della piezoelettricità

Applicando uno sforzo meccanico sul cristallo, si applica quindi una Pressione che crea una separazione di cariche tra le superfici deformate e quindi una differenza di potenziale.

Effetto piezo

diretto

Effetto piezo

indiretto

Viceversa, applicando tra le stesse facce del cristallo una differenza di potenziale, si constata una deformazione meccanica (espansione o contrazione) del cristallo.

deformazione meccanica

deformazione meccanica

Tensione elettrica

Tensione elettrica

TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : il TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : il fenomeno della piezoelettricitàfenomeno della piezoelettricità

Quando al cristallo viene applicata una forza meccanica, le cariche elettriche si spostano e si accumulano sulle facce opposte del cristallo → condensatore

Effetto piezoelettrico diretto

TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : TRASDUTTORI PIEZOELETTRICI : materiali piezoelettricimateriali piezoelettrici

Materiali naturali :Materiali naturali :

− quarzo cristallino (SiO2);

− tormalina; − sale di Rochelle...

Materiali di sintesi (dMateriali di sintesi (dopo polarizzazione) :opo polarizzazione) : Piezoceramici

Titanato di Bario (BaTiO3); Titanato Zirconato di Piombo (PZT)...

Continui sviluppi sono in corso per trovare nuovi materiali sempre più avanzati.

TRASTRASDDUTTORI PIEZOELETTRICI : UTTORI PIEZOELETTRICI : ApplicazioniApplicazioni

I trasduttori piezoelettrici possono essere impiegati in moltissimi settori, quali:

-Industriale (sensori di impatto…);

-Medicale (equipaggiamenti ecografici…);

-Militare (sonar…)

-Beni di consumo (accendini, accendigas, orologi…)

-Ambientale (monitoraggio tramite Radio Tracking...)

IL RAIL RADDIO TRACKING : cosIO TRACKING : cos'è'è??Si tratta di una metodologia che consente la ricezione di emissioni radio da una sorgente avvalendosi di un sistema direzionale di ricezione del segnale.

In sintesi, il Radio Tracking è una tecnica che permette di ottenere la localizzazione (georeferenziazione) di una sorgente (animale) tramite onde radio.

IL RAIL RADDIO TRACKING :IO TRACKING : in cosa in cosa consiste?consiste?

Il RT si basa sulla propagazione di un segnale radio emesso da un trasmettitore applicato all'animale.

Questo segnale viene poi captato da un'antenna direzionale, collegata ad una radio ricevente.

Il segnale viene quindi demodulato e registrabile quantitativamente mediante l'attivazione di una lancetta di un amperometro.

IL RAIL RADDIO TRACKING : IO TRACKING : SStrumentazionetrumentazione

A) Sistema di trasmissioneA) Sistema di trasmissione Emettitori di segnali radio di

breve durata ad intermittenza;

Antenna trasmittente; Pila (generalmente litio) (materiale di protezione)

B) Sistema di ricezioneB) Sistema di ricezione Antenna ricevente

direzionale; Radio ricevente.

radiocollare

antenna

A. Attrezzatura trasmittenteA. Attrezzatura trasmittente Negli emettitori, l’onda elettromagnetica viene

prodotta dall’oscillazione di un cristallo di quarzo, che trasforma la corrente elettrica continua in corrente oscillante.

L’oscillazione di corrente viene resa pulsante da un sistema (resistenza + condensatore) ed amplificata da un transistor.

Il segnale così ottenuto passa all’antenna emettitrice, generando un campo elettromagnetico.

C.continua

quarzo Resistenza+condensatore

C.oscillante pulsante

transistor antenna

c.amplificata Campo elettro.

B. Attrezzatura riceventeB. Attrezzatura ricevente

L'atrezzatura demodulatrice del segnale propagato è rappresentata dall'antenna e la radio ricevente, e tra loro collegate mediante un cavo coassiale.

Il segnale è registrabile mediante l'attivazione della lancetta dell'amperometro

Amperometro che misura l’intensità del segnale per individuare precisamente la

direzione del segnale di maggiore intensità

IL RADIL RADIO TRACKING : IO TRACKING : FinalitàFinalitàConsente di ottenere informazione su :

La localizzazione (georeferenziazione) di una sorgente (animale) radioemettitrice;

gli spostamenti e il comportamento degli animali;

la raccolta di dati relativi all’occupazione del territorio (home range)...

Utilizzo del Radio-Tracking nel monitoraggio della popolazione di medi e

grandi vertebrati