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Electrical current measurement based on elastic waves propagation in dielectric materials

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Materiali attivi per i dispositivi di misura della corrente

Una nuova classe di dispositivi per la misurazione delle correnti elettriche è stata sviluppata usando materiali attivi al posto di serpentine di rame e nuclei magnetici. Possono fornire l'input di base necessario per controllare il flusso di elettricità nelle attuali reti di energia elettrica complesse.

Energia

Data la deregolamentazione del mercato dell'energia elettrica, il bisogno di un controllo più severo e preciso è ancora più elevato. Tuttavia, i dispositivi convenzionali per la misurazione delle correnti elettriche, costruiti praticamente con la stessa tecnologia creata decenni fa, comportano un serio rischio di incendio ed esplosione. I partner del progetto IELAS, finanziato dal Quinto programma quadro, hanno lavorato su un sistema alternativo basato sulla propagazione di onde elastiche attraverso mezzi dielettrici. La corrente elettrica da misurare induce un campo magnetico nell'elemento emittente del sistema, che consiste in un materiale magnetostrittivo. Cinquanta o sessanta hertz di segnali elettrici vengono convertiti in onde meccaniche trasmesse attraverso una struttura dielettrica, che poi raggiungono il ricevitore. I materiali piezoelettrici nel ricevitore convertono le onde elastiche in correnti elettriche, che vengono poi amplificate ed elaborate per produrre un risultato preciso sull'intensità della corrente originale. Morgan Electro Ceramics, con una vasta esperienza su materiali e ingegneria, ha assistito i partner del progetto IELAS nella creazione di materiali piezoelettrici che rispondono ai requisiti del ricevitore del sensore. È stato ottenuto un enorme miglioramento delle loro caratteristiche fisiche, chimiche e piezoelettriche grazie all'uso di ceramica policristallina al posto di cristalli piezoelettrici naturali. La densa ceramica piezoelettrica si può produrre in quasi tutte le forme o le dimensioni, aprendo la strada a una progettazione più compatta per i sensori di corrente. Inoltre, sono chimicamente inerti e pertanto immuni a umidità e ad altre condizioni atmosferiche. Con la maturazione delle tecnologie dei materiali attivi, i partner del progetto IELAS sperano di eliminare i sensori di corrente convenzionali ottenendo un grande risparmio del peso e del volume dei dispositivi, ma soprattutto dei costi di produzione.

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