L’espansione dell’applicazione delle tecnologie Internet Of Things – IoT ha aumentato notevolmente la domanda di sensori specifici. Un aumento che sta mettendo sotto pressione le aziende produttrici di sensori, che da un lato devono affrontare nuove sfide nella produzione, dall’altro sono costrette a intraprendere una corsa contro il tempo per stare dietro alle consegne.

L’avanzare della tecnologia e l’integrazione di nuove funzionalità, infatti, ha determinato l’evoluzione degli standard dell’IoT che potrebbe richiedere aggiornamenti frequenti alle tecnologie dei sensori stessi. La conformità a nuovi standard richiede più tempo sia nelle fasi di progettazione che nella produzione dei sensori. La fase di produzione necessita di sempre più risorse, come materiali specifici, e di manodopera qualificata. Dal punto di vista della supply chain, gli elementi chiave della catena di approvvigionamento globale possono essere influenzati da vari fattori, come eventi naturali, interruzioni nella produzione o problemi logistici. Tutti questi fattori possono determinare ritardi nei tempi di consegna.

Inoltre, l’aumento dell’applicazione dell’IoT porta con sé anche nuove sfide legate alla sicurezza. Anche la necessità di implementare misure di sicurezza aggiuntive, quindi, può comportare tempi aggiuntivi nella fase di sviluppo e produzione.

Per affrontare questi problemi, è importante che i produttori di sensori IoT adottino strategie efficaci nella gestione della produzione, nella catena di approvvigionamento e nell’innovazione tecnologica, insieme a una comunicazione chiara e collaborativa tra i vari attori dell’ecosistema IoT, elemento cruciale che può contribuire a mitigare gli impatti negativi sui tempi di consegna.

Sensori a induzione e sensori magnetici

Tra i diversi tipi di sensori utilizzati nell’IoT, figurano due grandi “famiglie”: i sensori a induzione e i sensori magnetici, entrambi utilizzati per rilevare la presenza o il movimento di oggetti, ma con principi di funzionamento diversi.

Ecco alcuni dei vantaggi dei sensori a induzione rispetto a quelli magnetici:

• Sensibilità alla distanza: i sensori a induzione possono rilevare la presenza di un oggetto senza dover essere in contatto fisico diretto con esso. La loro sensibilità può variare, ma in generale, possono rilevare oggetti a distanze maggiori rispetto ai sensori magnetici.

• Immunità ai campi magnetici esterni: mentre i sensori magnetici possono essere influenzati da campi magnetici esterni, quelli a induzione sono generalmente meno suscettibili a tali interferenze. Ciò li rende adatti per ambienti in cui ci sono forti campi magnetici, come quelli presenti nelle vicinanze di macchinari elettrici.

• Funzionamento senza contatto: i sensori a induzione non richiedono un contatto fisico diretto con l’oggetto da rilevare. Questo li rende adeguati in applicazioni in cui il contatto fisico potrebbe causare danni o interferire con il corretto funzionamento del sensore.

• Affidabilità ambientale: i sensori a induzione sono spesso più resistenti a fattori ambientali come polvere, sporco e umidità rispetto ai sensori magnetici. Ciò li rende adatti per applicazioni in ambienti difficili.

• Rilevamento di materiali non magnetici: mentre i sensori magnetici sono progettati per rilevare materiali magnetici, i sensori a induzione possono rilevare una varietà di materiali, inclusi quelli non magnetici. Questo li rende più versatili in molte applicazioni.

• Maggiore durata: poiché i sensori a induzione non richiedono contatto fisico, hanno generalmente una maggiore durata rispetto a alcuni tipi di sensori magnetici che possono usurarsi a causa dell’attrito.

Infine, i sensori a induzione possono avere tempi di risposta più rapidi rispetto ai sensori magnetici in determinate applicazioni, rendendoli preferibili nel monitoraggio di processi ad alta velocità.

Il ruolo della simulazione

Ricorrere a tecnologie di simulazione può svolgere un ruolo cruciale nella progettazione di sensori a induzione, perché consente agli ingegneri di valutare e ottimizzare le prestazioni dei sensori prima della produzione fisica.

Ecco alcuni modi in cui la simulazione può essere di aiuto:

• Analisi del Campo Elettromagnetico: la simulazione consente di modellare e analizzare il campo elettromagnetico generato dal sensore a induzione. Questo è particolarmente importante per i sensori a induzione, che rilevano variazioni nelle proprietà elettromagnetiche dei materiali. Modellare il campo elettromagnetico aiuta a comprendere come il sensore risponderà a diverse condizioni.

• Ottimizzazione del Design: i software di simulazione consentono di eseguire iterazioni rapide e testare diverse configurazioni di design. Questo aiuta gli ingegneri a ottimizzare la geometria e i materiali del sensore per massimizzare la sensibilità, la precisione e la stabilità operativa.

• Valutazione delle Prestazioni: le simulazioni consentono di valutare le prestazioni del sensore in diverse situazioni operative. Ad esempio, è possibile valutare come il sensore risponde a variazioni di temperatura, umidità o interferenze elettromagnetiche. Ciò consente di anticipare e affrontare eventuali problemi di prestazione.

• Riduzione dei Costi: la simulazione consente di identificare e risolvere potenziali problemi nel design del sensore prima che venga effettuata la prototipazione fisica. Ciò può contribuire a ridurre i costi associati a errori di progettazione e modifiche successive.

• Sviluppo di Sensori Personalizzati: la simulazione facilita lo sviluppo di sensori personalizzati per applicazioni specifiche. Gli ingegneri possono esplorare una vasta gamma di parametri e configurazioni senza dover creare fisicamente ogni prototipo.

• Risparmio di Tempo: i software di simulazione consentono di ridurre il tempo necessario per sviluppare e perfezionare i sensori. La capacità di eseguire test virtuali permette agli ingegneri di ottenere risultati in modo rapido ed efficiente, accelerando il processo di progettazione complessiva.

• Sperimentazione Virtuale: le simulazioni consentono di sperimentare virtualmente condizioni di test difficili o costose da riprodurre fisicamente. Ad esempio, è possibile simulare ambienti estremi o situazioni di test particolarmente complesse per valutare come il sensore risponde in tali circostanze.

In sintesi, la simulazione gioca un ruolo fondamentale nella progettazione di sensori a induzione, contribuendo a ottimizzare il design, valutare le prestazioni e ridurre i costi associati allo sviluppo e alla produzione di tali dispositivi.