Misure di trasmittanza con la massima libertà e precisione

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1 SCHEDA TECNICA DEL TERMOFLUSSIMETRO THERMOZIG Termoflussimetro mod. PLUS: Misure di trasmittanza con la massima libertà e precisione 10cm Le dimensioni del nodo di misura interno ed esterno. (nota l antenna orientabile) MADE IN ITALY Per la misura della trasmittanza termica di pareti e manufatti edili. Ausilio indispensabile nella verifica della messa in opera di materiali termicamente isolanti e delle dispersioni energetiche Considerazioni tecnico/operative: - La misura può richiede un tempo di esecuzione piuttosto lungo (anche alcuni giorni), è importante che il sistema di misura possa operare in modo ininterrotto per questo tempo, possibilmente senza essere di intralcio nell utilizzo dell edificio. ThermoZig è un sistema full wireless di dimensioni molto modeste e può essere facilmente installato senza fastidiosi ingombri. - La determinazione della trasmittanza richiede la rilevazione della temperatura della superficie di entrambi i lati della parete; se la parete non ha un foro nelle vicinanze della zona di interesse risulta piuttosto complicato utilizzare un sistema di misura tradizionale con sonde collegate tramite cavi elettrici. La precisione di misura può essere inoltre condizionata dall impiego di cavi molto lunghi. La connessione wireless risolve in partenza questo problema. Pagina 1 di 13

2 Il termoflussimetro wireless di precisione THERMOZIG è sicuramente il più performante termoflussimetro disponibile attualmente sul mercato. Di seguito la descrizione delle caratteristiche salienti dello strumento, rimandiamo l approfondimento tecnico alla lettura del depliant allegato e delle pagine seguenti. Le caratteristiche salienti sono: Sensibilità: 0,01 w/mq. Normalmente la sensibilità degli strumenti concorrenti si ferma a 0,1w/mq. Precisione > 5%. Drastica riduzione dei tempi di preparazione del campo di misura data dall assenza del cablaggio. E ovvio che eliminando i fili di collegamento tra il datalogger ed i sensori (soprattutto quelli esterni) la preparazione del set di misura sia molto più rapida. IMPORTANTE!! Il sistema THEMOZIG offerto, consente la connessione senza fili con tutti i sensori (sia interni che esterni edificio) che compongono il punto di misura di trasmittanza (5 sensori) Comodo posizionamento in esterno dei sensori di temperatura in qualsiasi punto dell edificio all interno del campo di lettura radio che è di circa 40mt. E ovvio che eliminando il limite dato dai fili per il collegamento dei sensori, è possibile posizionare il punto di misura in qualsiasi zona dell edificio. Drastica riduzione dei tempi di sessione in quanto è possibile acquisire contemporaneamente fino a 15 punti. Il Datalogger di Themozig può collegarsi contemporaneamente fino a 250 sensori circa, questo ci permette misure multiple contemporanee. La possibilità di acquisire fino a 15 punti di trasmittanza contemporaneamente, permette di completare in un'unica sessione i rilievi di trasmittanza anche di edifici di grandi dimensioni. Alta precisione delle misure offerta dal sistema di auto-taratura dei sensori. Batterie dei nodi di misura a lunga autonomia ricaricabili con caricabatteria integrato nel datalogger. Possibilità di raccogliere i dati anche a lunghe distanze (fino a 1500 m in campo libero) Possibilità di calcolo della trasmittanza in tempo reale durante la fase di acquisizione dati. Uno delle difficoltà della misura di trasmittanza è senza dubbio la sua lunghezza che può richiedere da 12 a 72 ore e anche più. Thermozig permette di verificare in qualsiasi momento l andamento della curva di trasmittanza senza interrompere la misura. E possibile quindi, capire quando la misura è completa ed ottimizzare le tempistiche spostando lo strumento su un altro set di misura. Facilissimo da usare, nessun training è richiesto per programmare lo strumento. Sistema di riduzione degli errori di contatto di serie. Tutti i sensori sono già equipaggiati con un cuscinetto di materiale termo conduttivo che riduce gli errori di contatto con la parete. Rispondente alle normative di riferimento - ISO Perfetta integrazione con il dispositivo FLUSSOFAST per la misura di trasmittanza in ogni stagione. Facile realizzazione di una Rete di sensori Wireless con le prossime evoluzioni del sistema DATAZIG (base HW di THEMOZIG) Prodotto Italiano e assistenza diretta da CARLESI STRUMENTI Standard di comunicazione IEEE (ZigBee) specifico per comunicazioni sicure in ambiente industriale (è usato in ambiente Scientifico e Medico) Pagina 2 di 13

3 COMPOSIZIONE DELLA VALIGETTA THERMOZIG PLUS Art Sistema Termoflussimetro Full Wireless THERMOZIG completo per la misura di trasmittanza di pareti in opera, Versione PLUS (radio modem Plus*) con 1 punto di misura a 5 sensori e composto da: - 1x DL01 ( ) (datalogger wireless) - 1x FE01-2A ( ) Frontend est. 2 canali (temp.) - 1x FE01-3B ( ) Frontend int. 3 canali (termoflussimetro+2 Temp) - 3x RM01P ( ) Radiomodem Plus* - 2x Box nodo ( ) - Alimentatore rete ( ) - Valigetta da trasporto in plastica rigida antiurto con scomparti sagomati Per i dati tecnici vedi i manuali DATAZIG. * Full wireless indica che tutti i sensori utilizzati in questo sistema sono collegati via radio al datalogger ** Versione PLUS per portante massime sensore/nodo<->datalogger 30-40mt (in relazione alla quantità di ostacoli). Le portate wireless purtroppo sono difficilmente definibili con esattezza e sono condizionate da una serie di fattori (in questa applicazione è preponderante il numero è la consistenza delle pareti interposte tra nodo esterno e datalogger). I nostri modem in campo aperto (è questa la notazione che si trova sempre riportata sui sistemi radio) possono coprire anche 1 Km. Le distanze indicate sono perciò distanze effettive medie. N.B. Tutti i termoflussimetri in commercio non sono certificabili SIT per mancanza di norme di riferimento. Pagina 3 di 13

4 SPECIFICHE TECNICHE SISTEMA DATAZIG (Base Hardware di Thermozig) Negli ultimi anni abbiamo assistito ad una crescente diffusione dei dispositivi a controllo remoto nella nostra vita di tutti i giorni. Fino a qualche tempo fa il telecomando ad infrarosso della televisione o dello stereo era l unica applicazione di controllo a distanza presente nelle nostre case. Attualmente, invece, si registra una proliferazione di periferiche senza fili in ambito lavorativo così come domestico. Per interagire con un numero sempre crescente di applicazioni di questo tipo, spesso collocate in una stessa regione operativa, si è manifestata sempre più la necessità di un loro inserimento entro un unica rete di comunicazione wireless, gestibile attraverso un efficiente protocollo di controllo. Rispondono a questa esigenza le Personal Area Network (PAN) ed uno dei protocolli di controllo più promettenti è conosciuto con il nome di ZigBee. La nuova tecnologia wireless indicata con il nome di ZigBee, consiste sostanzialmente di un up-grade dello standard IEEE orientato per l automazione e l interfacciamento di sensori. In particolare esso risulta vantaggioso soprattutto per la possibilità che offre di implementare nodi a basso costo e a basso consumo, garantendo un autonomia delle batterie nettamente superiore ad altri standard precedenti (es. Bluetooth). La figura precedente schematizza una tipologia di rete in grado di monitorare un elevato numero di grandezze fisiche tramite nodi dedicati (nodi di misura) e di far pervenire i dati ad istanti di tempo prefissati ad un nodo accentratore (nodo coordinatore). Il nodo coordinatore possiede una propria memoria interna ed è in grado di salvare in modo non volatile i dati per un loro uso successivo. Al termine della misura, un Personal Computer può essere collegato al nodo e, tramite interfaccia standard USB, scaricare tutta la sessione. Se si desidera, il PC può essere collegato anche durante la fase di misura permettendo in questo modo di seguire l andamento delle grandezze in tempo reale. Dettagli realizzativi della rete La rete proposta è formata da un numero n di nodi di misura (con con n compreso fra 1 e 30) e da un nodo coordinatore. Ogni nodo di misura può gestire un numero di canali indipendenti compreso fra 1 e 8, per un totale complessivo di 240 canali. Ad ogni canale si interfaccia un sensore per la rilevazione della grandezza fisica di interesse. I dati vengono trasmessi da ogni nodo di misura ad intervalli regolari verso il nodo coordinatore e da quest ultimo sono memorizzati in modo permanente nella propria memoria interna. DL01 Esempio di configurazione del sistema DataZig con 3 nodi di misura Scendendo maggiormente nei dettagli, si osserva che ogni nodo di misura è composto da due distinti dispositivi, connessi fra loro al momento della misura. Compongono il nodo un radio modem ( ) e un front-end analogico( ). Il radio modem è un dispositivo di trasmissione e ricezione secondo lo standard ZigBee ed è dotato internamente di una batteria ricaricabile. Il front-end è invece l apparato mediante il quale le grandezza fisiche misurate sono condizionate e convertite in segnali digitali. A seconda del modello prescelto, il front-end dispone di un certo numero di Pagina 4 di 13

5 sonde di misura integrate ed è intercambiabile con qualsiasi altro frontend senza la necessità di alcuna taratura. RM01 FE01 Anche il nodo coordinatore si compone di due dispositivi: un radio modem e un datalogger. Il radio modem è dello stesso tipo utilizzato dai nodi di misura( ). Il datalogger ( ) è un apparecchio progettato per la gestione completa della fase di misura oltre che disporre di utili funzioni accessorie quali ad esempio la funzione di caricabatteria per tutti i radio modem utilizzati. Front End FE01 Datalogger DL01 Radio ModemRM01 Nodo di misura completo Pagina 5 di 13

6 I vantaggi di un sistema di misura wireless Le grandezze fisiche da controllare per la misura della trasmittanza sono la temperatura e il flusso termico. La configurazione minimale prevede la rilevazione delle temperature superficiali della parete interna ed esterna almeno su due distinti punti e la misura del flusso termico attraversante la medesima. Un primo problema da affrontare è legato alla capacità termica del manufatto che obbliga necessariamente un monitoraggio molto prolungato nel tempo, che in alcuni casi può estendersi ininterrottamente per diversi giorni. Un altro aspetto da considerare è la possibile difficoltà del posizionamento delle sonde, ad esempio nel caso in cui la parete sia molto estesa e senza aperture. Nelle foto successive è mostrata una soluzione adottata per venire incontro a queste esigenze. Interno Esterno L installazione delle sonde e dei nodi di misura è molto agevolata dal collegamento wireless; non è stato necessario forare la parete o adottare altri particolari accorgimenti per far passare i cavi. Grazie al protocollo ZigBee, l autonomia dei nodi di misura è molto elevata. Per applicazioni di questo tipo la batteria interna al radio modem è in grado di alimentare il nodo di misura anche per vari mesi. La batteria peraltro è di tipo ricaricabile è può essere completamente ripristinata nell arco di un paio d ore. La scelta della posizione del datalogger non pone particolari criticità. In questo caso è stato posizionato all interno dell abitazione, in un punto non di intralcio alla normale attività domestica. Datalogger In questo esempio è stata presa in considerazione una sola parete e sono stati utilizzati solo due nodi di misura. E interessante notare che il datalogger è in grado di gestire senza alcuna modifica molti altri nodi. Ciò apre il campo alla possibilità di eseguire più misure sulla stessa parete o contemporaneamente più misure su più pareti semplicemente aggiungendo nodi di misura. E possibile pertanto monitorare un completo edificio in una singola sessione di misura. Sono inoltre disponibili versioni di dispositivi FE01 contenenti due termoflussimetri o più sonde di temperatura (4 oppure 8) utilizzabili quando siano necessarie misure più accurate, specie in caso di pareti poco omogenee. Pagina 6 di 13

7 Datalogger DL01 Universal data acquisition system Vantaggi: - Acquisizione dati wireless - Semplice modalità di utilizzo - Gestione e memorizzazione multicanale (fino a oltre 100 sensori contemporaneamente) - 2MB di memoria interna per i dati - Alimentazione esterna o tramite bus USB - Caricabatteria per radio modem on-board - Interfaccia standard USB L'apparecchio DL01 è un datalogger ad alte prestazioni, predisposto per operare in una rete wireless. Il sistema di acquisizione completo prevede la dislocazione di uno o più nodi di misura, dotati di opportuni sensori, e di un apparecchio DL01. Ogni dispositivo è dotato di un radio modem operante secondo lo standard ZigBee; la comunicazione avviene tramite una rete a stella di cui l apparecchio DL01 ne costituisce il centro. I dati dei sensori sono inviati dai nodi di misura al DL01 che provvede a memorizzarli su una memoria non volatile. Al termine della sessione i dati possono essere prelevati dall apparecchio tramite un PC dotato di interfaccia USB standard. A seconda delle esigenze della tipologia di misura possono essere utilizzati diversi tipi di radio modem (RM01, RM01P) tra loro intercambiabili, dotati di differente potenza RF di trasmissione. Ogni modem è autonomamente alimentato da una propria batteria interna ricaricabile. L autonomia dipende dalla frequenza di campionamento scelta e tipicamente può consentire diversi mesi di operatività continua. La ricarica della batteria avviene in poche ore inserendo il radio modem in uno qualsiasi degli alloggiamenti previsti del datalogger (DOCK0, 1, 2); sono possibili fino a 3 ricariche contemporanee. Grazie alla comunicazione wireless è possibile effettuare misure di grandezze fisiche di vario tipo garantendo l isolamento galvanico ed evitando qualsiasi problema di loop di massa. La portata del collegamento può raggiungere in campo aperto 1500 m (RM01P). Il tempo di campionamento è determinato dalla cadenza con cui i nodi di misura trasmettono i dati (selezionabile in un range tipico di s). Ogni nodo è composto da un radio modem e da un dispositivo di condizionamento del segnale (FE01) al quale sono connessi fisicamente i sensori di misura. L apparecchio DL01 è dotato di un orologio interno con batteria tampone; ogni dato ricevuto viene sincronizzato a tale orologio con una risoluzione di 0,1 s. Sono disponibili vari modelli di FE01, ognuno può gestire fino a 8 canali indipendenti integrando i sensori adeguati alla grandezza fisica prescelta. Il datalogger riconosce automaticamente il tipo e la scala della grandezza di misura; non è richiesta alcuna operazione manuale. Si possono aggiungere alla rete fino a 30 nodi di misura. Pagina 7 di 13

8 Caratteristiche tecniche DL01 NODI DI COMUNICAZIONE WIRELESS CANALI DI ACQUISIZIONE (typ, dipende dai modelli di FE01 utilizzati) MEMORIADATI 2 MB (circa dati registrabili) RISOLUZIONE DATI 16 bit ALLOGGIAMENTI PER CARICABATTERIA / RADIO MODEM 3 (utilizzabili contemporaneamente) ALIMENTAZIONE ESTERNA 10,8...13,2 Vdc 50 ma (radio modem incluso, caricabatteria spento) 180 ma (tutti e 3 i caricabatteria attivi) ALIMENTAZIONE USB 5 Vdc 80 ma(radio modem incluso, caricabatteria spento) 300 ma(tutti e 3 i caricabatteria attivi) VARIE Orologio interno con batteria tampone Segnalatore acustico per diagnostica e feedback Gestione operatività semplificata; un solo pulsante per tutte le funzioni Monitor intensità segnale RF Monitor stato carica batteria RANGE DI TEMPERATURA C operativa in aria libera (RH max 85%a 25 C) C stoccaggio DIMENSIONI 110 mm x 70 mm x 56 mm PESO 160 gr circa Codici d ordine: Codice Sigla DL01 Descrizione Apparecchio datalogger DL01. Completo di software per il download dei dati, manuale d uso. cavo di collegamento USB, Pagina 8 di 13

9 Front-End FE01 Sistema di acquisizione segnali completo di sensori Il dispositivo FE01 è un sistema di acquisizione multicanale completo; esso è costituito da: - uno o più sensori di misura - circuiteria di condizionamento del segnale (amplificazione, filtraggio, conversione A/D) per ogni canale - microprocessore per la gestione della fase d acquisizione e d interfacciamento con il radio modem Un radio modem della serie RM01 può essere direttamente collegato al connettore DB9 del FE01; una volta collegato, entrambi i dispositivi risultano alimentati grazie alla batteria interna del radio modem. E sufficiente unire il radio modem ad un dispositivo FE01 per avere un nodo di misura completo, in grado di comunicare all interno della rete wireless e di scambiare dati con il datalogger (DL01). All interno della memoria di configurazione non volatile del dispositivo FE01 sono memorizzate le variabili di setup operative come ad esempio il tempo di campionamento. Il tempo di campionamento, Tc, è compreso in un range di s. Ogni Tc secondi, il modulo FE01, tramite il radio modem, invia in rete il risultato delle conversioni analogico-digitali dei segnali provenienti dai sensori di misura. Grazie ad una circuiteria elettronica a basso consumo, ogni nodo di misura è in grado di operare con un autonomia molto elevata; l autonomia può variare da un giorno (Tc = 1 s) fino a vari mesi (Tc > 1 min). La batteria, contenuta nel radio modem, è di tipo ricaricabile e può essere completamente ripristinata nel giro di poche ore. FE01 con 2 sonde di temperatura e un termoflussimetro Ogni FE01 è in grado di gestire fino ad 8 canali di misura indipendenti. Sono disponibili vari modelli di FE01 che differiscono per il numero di canali implementati e per il tipo di grandezza fisica misurata (e di conseguenza per il tipo di sensore impiegato). Il datalogger DL01 è in grado di riconoscere automaticamente i canali e le informazioni sulla grandezza fisica inviate da ogni nodo di misura. I dispositivi FE01 sono fra loro perfettamente intercambiabili fra loro e all operatore non è richiesta alcuna operazione di taratura o configurazione (ad eccezione naturalmente del caso in cui si desideri modificare il tempo di campionamento Tc). Pagina 9 di 13

10 Caratteristiche tecniche generali FE01 CANALI DI ACQUISIZIONE RISOLUZIONE DATI TEMPO DI CAMPIONAMENTO ALIMENTAZIONE RANGE DI TEMPERATURA (secondo il modello) 16 bit s 3,3...5,1 Vdc < 4 ma (modo operativo) < 2 ua (modo sleep) C operativa in aria libera (RH max 85%a 25 C) C stoccaggio DIMENSIONI 40 mm x 40 mmx 20 mm (escluso ingombro connettore e sonde esterne) PESO 30 gr circa (escluso sonde esterne) Codice Sigla Descrizione FE01-1 Fornt-End con 1 canale: 1 sonda di temperatura FE01-1C Fornt-End con 1 canale: 1 termoflussimetro FE01-1B Fornt-End con 1 canale: 4 sonde di temperatura FE01-2A Fornt-End con 2 canali: 1 sonda di temperatura 1 sonda di temperatura FE01-2B Fornt-End con 2 canali: 1 termoflussimetro 1 termoflussimetro FE01-2C Fornt-End con 2 canali: 4 sonde di temperatura 4 sonde di temperatura FE01-3A Fornt-End con 3 canali: 1 sonda di temperatura 1 sonda di temperatura 1 termoflussimetro FE01-4 Fornt-End con 4 canali: 1 sonda di temperatura 1 sonda di temperatura 1 termoflussimetro 1 termoflussimetro Vedi il nuovo listino con gli ultimi aggiornamenti. TIPO DI SENSORE TEMPO DI RISPOSTA RANGE OPERATIVO RISOLUZIONE ACCURATEZZA MATCHING CAVO DI COLLEGAMENTO DIMENSIONI PESO TEMPO DI RISPOSTA Sonda di temperatura RTD Pt1000, Class A (DIN/IEC751) 8 s C 0,01 C ± (0,15+0,002 t ) C ± 0,05 C (differenza fra due C) Cavetto isolato in teflon, L = 1,4 m circa Ø20 x 3 mm 1,5 gr circa 4 min Termoflussimetro RANGE OPERATIVO RISOLUZIONE ACCURATEZZA RANGE DI TEMPERATURA RESISTENZA TERMICA DIMENSIONI W/m2 0,01 W/m2 ± 5%(@T=20 C) C con dipendenza dalla temperatura < 0,1 %/ C < 0,006 Km2/W Ø80 x 5,5 mm Pagina 10 di 13

11 Radio Modem RM01 IEEE / ZigBee compatibile Il modulo RM01 è un radio modem operante all interno della banda ISM2,4 GHz (Industrial, Scientific & Medical). Grazie alla compatibilità con i protocolli IEEE e ZigBee, esso permette di realizzare delle reti di sensori a basso consumo. La portata tipica del collegamento in campo libero raggiunge i 100 metri e può essere aumentata fino ad oltre 1 Km ricorrendo al modello RM01-P dotato di maggiore potenza di trasmissione. All interno del modulo è incorporata una batteria al litio in grado di garantire un elevata autonomia operativa. La batteria inoltre è di tipo ricaricabile e può essere completamente ripristinata nell arco di un paio d ore utilizzando un caricabatteria compatibile con batterie Li-Po o inserendo il modulo nell apposito alloggiamento del datalogger DL01. Il sistema di acquisizione completo prevede la dislocazione di uno o più nodi di misura, dotati di opportuni sensori e di un apparecchio DL01. Ogni dispositivo è dotato di un modulo RM01 e la comunicazione avviene tramite una rete a stella di cui l apparecchio DL01 ne costituisce il centro. Ogni modulo opera con un proprio indirizzo univoco ed è in grado di ripetere in modo automatico la comunicazione in caso di collisioni o ricezione non corretta del nodo destinatario (DL01). L elevata autonomia è garantita dal protocollo di comunicazione; ogni modulo rimane attivo solo per il tempo strettamente necessario al trasferimento dei dati dopodiché viene spento. La cadenza del campionamento è stabilita direttamente dai moduli Front End FE01 ai quali sono connessi i sensori di misura. Per utilizzare il radio modemcon i dispositivi FE01 e realizzare un nodo di misura completo è sufficiente collegare tra loro i due moduli tramite i rispettivi connettori DB9. Una volta realizzato il collegamento, entrambi i moduli risultano alimentati dalla batteria interna a RM01 e il nodo diviene pronto ad operare. Pagina 11 di 13

12 Caratteristiche tecniche RM01/RM01P POTENZADI USCITAMAX 1 mw(0 dbm) RM mw(20 dbm) RM01-P 10m circa (indoor ) RM01 (Nota: in accordo con le normative vigenti, la potenza deve essere limitata a 10 dbm se il modulo opera in un paese europeo) FREQUENZA DI TRASMISSIONE RANGE DI COLLEGAMENTO DATA RATE INTERFACCIA SERIALE ALIMENTAZIONE BATTERIA RANGE DI TEMPERATURA DIMENSIONI PESO 2,4 GHz (banda ISM) 40 m circa (indoor) RM01-P 1500 m (campo libero) RM01-P 10 m circa (indoor) RM m (campo libero) RM bps 3,3...5,1 Vdc 45 ma(tx), 50 ma(rx) RM ma(tx), 55 ma(rx) RM01-P Li-Po 3,7 V / 145 mah, ricaricabile > 500 cicli di ricarica C operativa in aria libera (RH max 85%a 25 C) C stoccaggio 40 mm x 40 mm x 20 mm (escluso ingombro connettore) 30 gr circa Codici d ordine: Codice Sigla Descrizione RM01 Radio Modem completo di batteria Potenza di uscita max = 1 mw RM01-P Radio Modem completo di batteria Potenza di uscita max = 100 mw Pagina 12 di 13

13 Il software di calcolo (Optional) Per il calcolo della trasmittanza e per lo scarico dei dati via USB, è necessario acquisire un software specifico. DATAGET e UCALC sono i due moduli che proponiamo per realizzare tali funzioni. DATAGET è il modulo di scarico del file dati dal datalogger attraverso una porta USB, oltre a ciò, permette alcune altre funzioni di modifica dei dati e di monitor di sistema. UCALC è il modulo di calcolo della trasmittanza e di realizzazione del report (vedi esempio allegato). Il metodo usato per il calcolo è quello delle Medie Progressive contemplato dalle UNI Questo metodo offre la migliore precisione per contro una maggiore lunghezza della misura. (che comunque varia in funzione non solo del metodo di calcolo ma anche del tipo di muratura e delle condizioni ambientali). Esistono altri metodi di calcolo poco usati perché complessi e instabili. Pagina 13 di 13