Rilevamento di slittamento e scorrimento: confronto fra i metodi di rivelazione

Rilevamento di slittamento e scorrimento: due fenomeni a confronto nei metodi di trasmissione

Il termine slittamento indica il moto relativo fra due superfici che dovrebbero muoversi insieme per attrito: tipicamente il nastro sul tamburo motore, quando la coppia richiesta supera quella trasmissibile per aderenza. Lo scorrimento, invece, riguarda il materiale trasportato che si sposta rispetto al nastro su cui appoggia, restando quest’ultimo fermo o comunque coerente con la puleggia. Sono due fenomeni fisicamente distinti, con cause diverse — sovraccarico e tensione insufficiente nel primo caso, inerzia e attrito insufficiente nel secondo — e per questo richiedono un sensore posizionato in un punto diverso dell’impianto.

Confondere i due punti di misura porta a un sistema che rileva un fenomeno mentre l’operatore ne sospetta un altro, con diagnosi errate e tempi di fermo più lunghi del necessario. La scelta del metodo di rivelazione va quindi fatta a valle di una domanda precisa: quale coppia di velocità si vuole confrontare, e in quale punto meccanico dell’impianto quella differenza si manifesta per prima.

Il confronto fra due encoder come metodo di riferimento

Il metodo più diffuso confronta il segnale di un encoder solidale all’albero motore con quello di un secondo encoder montato sull’albero condotto, o su una ruota folle appoggiata direttamente sul materiale. Finché le due velocità angolari, riportate a un diametro noto, restano entro una soglia definita, il sistema considera la trasmissione integra; quando lo scarto supera la soglia per un tempo minimo stabilito, scatta l’allarme o l’arresto.

Il punto di forza di questo principio è la risoluzione: un encoder incrementale fornisce migliaia di impulsi per giro, quindi la differenza viene rilevata con un ritardo molto contenuto. Il limite reale sta nella ruota folle stessa, quando presente: se non appoggia con forza costante, o se il materiale è polveroso o irregolare, la ruota può a sua volta slittare, introducendo un errore di misura che il confronto fra encoder non è in grado di distinguere da uno slittamento vero della trasmissione principale.

Sensore ottico senza contatto e marcatura periodica sulla stessa griglia

Il sensore ottico senza contatto, che osserva la struttura della superficie illuminata, misura la velocità del materiale rilevando lo spostamento di micro-irregolarità della superficie, senza toccarla e senza introdurre una ruota che possa a sua volta slittare. Confrontato con il valore atteso dal nastro, permette di isolare con maggiore affidabilità lo scorrimento del materiale, distinguendolo dallo slittamento della trasmissione a monte. È però sensibile alla natura ottica della superficie, richiede una distanza di lavoro definita e un’ottica pulita, condizioni non sempre garantite in ambienti polverosi.

Un’alternativa più semplice è la marcatura periodica: un riferimento fisico o visivo applicato a intervalli regolari sul nastro o sul materiale, letto da un sensore fisso che conta il passaggio dei riferimenti nel tempo. Rispetto ai due metodi precedenti offre una risoluzione minore e un ritardo di rivelazione più lungo, legato alla distanza fra un riferimento e il successivo, ma richiede un’elettronica più semplice e resiste bene in ambienti gravosi dove encoder e ottiche soffrono di più.

Tabella di confronto fra i metodi di rivelazione

I quattro metodi descritti si valutano su criteri omogenei: la soglia minima di scarto rilevabile, il ritardo fra l’insorgere del fenomeno e la sua rivelazione, l’immunità a sporco e umidità dell’ambiente, e il costo di installazione comprensivo di eventuale meccanica aggiuntiva. La tabella seguente riassume il confronto.

La marcatura periodica, non riportata in tabella per omogeneità di confronto fra i due metodi principali, si colloca su valori intermedi per soglia e ritardo, ma resta il metodo con il costo di installazione più contenuto e la maggiore resistenza meccanica in ambienti gravosi, a scapito della prontezza di rivelazione.

Quando scegliere un metodo o l’altro, con i casi limite

Il doppio encoder è la scelta preferibile quando la trasmissione è l’oggetto della sorveglianza, ovvero quando interessa lo slittamento fra tamburo e nastro, e quando l’ambiente consente di mantenere pulita e affidabile una ruota folle di riferimento. È il metodo con la risposta più pronta e si integra bene con logiche di sicurezza già presenti sull’impianto, poiché il segnale digitale si presta a conteggi ridondanti.

Il sensore ottico senza contatto conviene quando il fenomeno da sorvegliare è lo scorrimento del materiale sul nastro, in particolare con materiali delicati o irregolari su cui una ruota folle non potrebbe appoggiare in modo costante. La marcatura periodica resta la soluzione di riserva quando il budget o le condizioni ambientali escludono le altre due, oppure quando basta una rivelazione a intervalli regolari senza necessità di reagire entro pochi millisecondi. Nei casi limite, con materiali molto polverosi e nessun accesso ottico pulito disponibile, la combinazione di doppio encoder e marcatura periodica compensa i limiti reciproci meglio di una singola soluzione. Un quadro tecnico completo dei sensori adatti a questo confronto è disponibile nella pagina dedicata al rilevamento di slittamento e scorrimento.

Misuratori ottici di velocità e lunghezza a catalogo

Fra i quattro metodi messi a confronto, quello coperto dal nostro catalogo è la misura ottica senza contatto: è il riferimento che toglie dalla catena la ruota di misura, cioè proprio l’elemento che può slittare a sua volta e confondere la diagnosi. Una precisazione doverosa sul principio: i due modelli seguenti non sono né laser né Doppler. Lavorano per filtro spaziale con illuminazione a LED a luce bianca, e il costruttore dichiara «No harmful LASER-light». Il riferimento all’effetto Doppler vale per altri metodi ottici, non per questi strumenti.

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Misuratore ottico di velocità e lunghezza in esecuzione compatta: misura il materiale trasportato senza appoggiarvi nulla sopra, utile dove una ruota folle non manterrebbe un contatto costante.

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Encoder incrementali e assoluti, ruote di misura folli e i relativi accessori non sono invece a catalogo: il metodo del doppio encoder descritto sopra resta valido, ma per quei componenti non siamo il fornitore.

Tutte le schede della famiglia sono raccolte nella pagina di catalogo Misuratori ottici di velocità e lunghezza.

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