Caratterizzazione e Sviluppo di Sistemi Sensoriali Intelligenti
Il laboratorio è equipaggiato per lo sviluppo di sistemi sensoriali intelligenti costituiti da opportune reti di sensori a stato solido e caratterizzati dal basso costo e consumo energetico del sistema complessivo.
Sono stati progettati e realizzati due sistemi automatici per la produzione di miscele di gas e/o vapori a temperatura e umidità relativa controllate che consentono la caratterizzazione a largo spettro della risposta dinamica di materiali, dispositivi sensori, sistemi sensoriali e strumenti analitici alle variazioni impostate. I due sistemi sono caratterizzati da una crescente ottimizzazione nella riduzione dei costi e dell’ingombro.
I materiali sensibili, tipicamente film sottili di polimeri e compositi polimerici nanostrutturati, sono deposti su diversi dispositivi per caratterizzarne la variazione delle proprietà elettromagnetiche in DC (chemiresistori) o a radiofrequenza (tag RFID sensibili) utilizzando celle di misura (vedi figura a destra) opportunamente disegnate per caratterizzare questi materiali e dispositivi innovativi.
I sistemi sensoriali sviluppati sono costituiti da un sistema di campionamento, la matrice di sensori e opportuni algoritmi che estraggono l’informazione voluta a partire dai segnali opportunamente trattati dei sensori.
Il laboratorio è stato attrezzato anche con la strumentazione analitica che consente di guidare lo sviluppo dei sistemi sensoriali dedicati confrontandone il comportamento direttamente nel campo applicativo di interesse. Uno spettrometro FT-IR Nicolet Is10 equipaggiato con cella per gas da 2m può essere utilizzato per verificare online il funzionamento dei sistemi automatici per la produzione di gas e/o vapori ma anche per caratterizzare analiticamente i campioni ignoti effettuando il confronto diretto con le risposte dei sistemi sensoriali dedicati. Un naso elettronico commerciale, PEN3 della Airsense Analytics, viene usato per il confronto diretto con i sistemi sensoriali dedicati costituendo anche il “benchmark” per il loro sviluppo. Un analizzatore di etilene, EDT-300 della SensorSense, che consente un monitoraggio selettivo e ad elevatissima sensibilità dell’etilene, ed un analizzatore NDIR della ETG per l’anidride carbonica completano l’equipaggiamento di strumentazione analitica necessaria a guidare lo sviluppo dei sistemi sensoriali dedicati al monitoraggio online dei prodotti alimentari freschi.