Un sensore MEMS per macchine a fluido più efficienti

sensore mems
fonte: Masahiro Motosuke, Tokyo University of Science (TUS).

I ricercatori della Tokyo University of Science hanno sviluppato un sensore MEMS sottile e flessibile che caratterizza i flussi d’aria ad alta velocità su superfici curve delle macchine a fluido.

Le macchine a fluido, come pompe, turbine e motori aeronautici, comportano una notevole impronta di carbonio, a causa delle inefficienze causate dalla separazione del flusso attorno alle superfici curve.

Per sopprimere la separazione del flusso, è necessario caratterizzare il flusso vicino alla parete sulla superficie curva, ma i sensori di flusso convenzionali non sono sufficientemente flessibili per adattarsi alle pareti curve delle macchine a fluido, mentre i sensori flessibili esistenti realizzati per superfici curve non sono in grado di rilevare l’angolo del fluido (direzione del flusso).

Infine questi sensori si limitano a rilevare la separazione del flusso solo a velocità inferiori a 30 m/s.

Un gruppo di ricercatori della Tokyo University of Science (TUS) ha sviluppato un sensore di flusso flessibile a film sottile di poliimmide che può essere facilmente installato su superfici curve senza disturbare il flusso d’aria circostante, un requisito fondamentale per una misurazione efficiente, impiegando la tecnologia dei sistemi microelettromeccanici (MEMS).

Il nuovo design consente inoltre di integrare più sensori per la misurazione simultanea della sollecitazione di taglio della parete e dell’angolo di flusso sulla superficie.

sensore mems
Il professor Masahiro Motosuke, Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Tokyo University of Science (TUS).

Il sensore rappresenta quindi un punto di svolta nello sviluppo di macchine a fluido efficienti con ridotti effetti dannosi sull’ambiente.

Ha inoltre il potenziale per un’ampia gamma di applicazioni in macchine a fluido su scala industriale che spesso comportano una separazione complessa del flusso attorno a superfici tridimensionali.

Il principio di funzionamento utilizzato per sviluppare il sensore può essere esteso oltre i flussi d’aria subsonici ad alta velocità.

«Sebbene questo sensore sia progettato per flussi d’aria veloci, ne stiamo sviluppando altri che misurano il flusso di liquidi e possono essere collegati all’uomo in base allo stesso principio. Tali sensori di flusso sottili e flessibili possono aprire molte possibilità» sottolinea il professor Masahiro Motosuke.