ITMO20060143A1

ITMO20060143A1 - SENSOR

Info

Publication number: ITMO20060143A1
Authority: IT
Inventors: Luca Mucchi
Original assignee: Ats Microtech S R L
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2007-11-09
Also published as: WO2007129208A2; WO2007129208A3

Description

Descrizione di invenzione industriale Description of industrial invention

Sensore Sensor

L'invenzione concerne un sensore comprendente un risonatore a microonde. The invention relates to a sensor comprising a microwave resonator.

Sono noti sensori comprendenti risonatori a microonde che consentono di misurare proprietà dielettriche dei materiali. Sensors are known comprising microwave resonators which allow to measure dielectric properties of materials.

Ciascun sensore presenta una certa frequenza di risonanza ed un certo fattore di qualità che dipendono dalle proprietà meccaniche ed elettriche del sensore stesso. Each sensor has a certain resonance frequency and a certain quality factor which depend on the mechanical and electrical properties of the sensor itself.

Associando al suddetto sensore un materiale da esaminare si rileva una variazione della frequenza di risonanza ed una variazione del fattore di qualità del sensore, tali variazioni dipendendo dalle proprietà dielettriche del materiale da esaminare, ed in particolare dalla permìttività e dal fattore di perdita. By associating a material to be examined with the aforesaid sensor, a variation in the resonance frequency and a variation in the quality factor of the sensor are detected, these variations depending on the dielectric properties of the material to be examined, and in particular on the permittivity and the loss factor.

Ne consegue che rilevando la variazione della frequenza di risonanza e la variazione del fattore di qualità è possibile ottenere informazioni sulla permìttività e sul fattore di perdita del materiale da esaminare. It follows that by detecting the variation of the resonance frequency and the variation of the quality factor it is possible to obtain information on the permittivity and the loss factor of the material to be examined.

In aggiunta, si nota che le proprietà dielettriche del materiale da esaminare possono essere messe in correlazione con la percentuale di umidità e con la densità del materiale stesso. In addition, it is noted that the dielectric properties of the material to be examined can be correlated with the percentage of humidity and with the density of the material itself.

Sono noti sensori comprendenti un risonatore coassiale ad estremità aperta (risonatore λ/4). Sensors are known comprising an open end coaxial resonator (λ / 4 resonator).

Sono inoltre noti sensori comprendenti un risonatore cilindrico. Sensors comprising a cylindrical resonator are also known.

I sensori noti comprendono un circuito a radiofrequenze ed un risonatore a due porte, le due porte essendo collegate al circuito a radiofrequenze tramite connessioni coassiali. Known sensors comprise a radiofrequency circuit and a two-port resonator, the two ports being connected to the radiofrequency circuit by means of coaxial connections.

I sensori noti consentono di realizzare misure in riflessione e misure in trasmissione. Known sensors allow to carry out measurements in reflection and measurements in transmission.

Al fine di ottenere il massimo trasferimento di potenza tra il circuito a radiofrequenze ed il risonatore l'impedenza alla porta di ingresso deve essere pari a 50 Ω. In order to obtain the maximum power transfer between the radio frequency circuit and the resonator the impedance at the input port must be equal to 50 Ω.

Poiché l'impedenza alla porta di ingresso del sensore dipende anche dal tipo di materiale da esaminare, è necessario effettuare un adattamento in impedenza del sensore alla porta di ingresso. Since the impedance at the sensor input port also depends on the type of material to be examined, it is necessary to make an impedance match of the sensor at the input port.

Un difetto dei sensori noti consiste nel fatto che essi sono assai poco versatili. A defect of the known sensors consists in the fact that they are not very versatile.

I sensori noti, infatti, possono essere adattati in impedenza unicamente variandone le proprietà meccaniche, in particolare le dimensioni. Known sensors, in fact, can be adapted in impedance only by varying their mechanical properties, in particular their dimensions.

Si riscontra pertanto che, per ciascun tipo di prodotto da esaminare, deve essere messo a punto un sensore che, una volta associato al prodotto stesso, presenti una impedenza alla porta di ingresso il più possibile prossima a 50 Ω. It is therefore found that, for each type of product to be examined, a sensor must be developed which, once associated with the product itself, has an impedance at the input port as close as possible to 50 Ω.

In altre parole, per ciascun materiale da esaminare deve essere messo a punto un sensore dedicato. In other words, a dedicated sensor must be developed for each material to be examined.

In pratica, un sensore che sia realizzato per esaminare un certo materiale e che sia utilizzato per esaminare un differente materiale può risultare affetto da una inaccettabile perdita di precisione. I sensori sono equipaggiati con una unità di controllo in grado di ricavare i valori delle caratteristiche dielettriche di un materiale e di associare ad essi i valori di una proprietà del materiale, ad esempio la percentuale di umidità, o la densità . In practice, a sensor which is made to examine a certain material and which is used to examine a different material may be affected by an unacceptable loss of precision. The sensors are equipped with a control unit capable of obtaining the values of the dielectric characteristics of a material and associating them with the values of a material property, for example the percentage of humidity, or the density.

I sensori noti possono essere alimentati in corrente oppure in tensione. Known sensors can be powered with current or voltage.

Nel primo caso, i sensori sono provvisti di una spira che si proietta all'interno della cavità del risonatore . In the first case, the sensors are provided with a loop that projects inside the resonator cavity.

La suddetta spira - nota come loop - comprende una porzione di filo metallico conformato ad anello. The aforementioned coil - known as a loop - comprises a portion of metal wire shaped like a ring.

Un difetto dei sensori noti è che le spire sono assai deboli e presentano una ridotta resistenza meccanica, in particolare alle vibrazioni. A defect of the known sensors is that the turns are very weak and have a reduced mechanical resistance, in particular to vibrations.

In aggiunta, è assai difficile produrre una pluralità di spire che presentino esattamente la medesima forma e le medesime dimensioni. In addition, it is very difficult to produce a plurality of turns which have exactly the same shape and the same dimensions.

Poiché la risposta elettrica dei sensori dipende dalla geometria della spira, accade che ciascun sensore debba essere individualmente calibrato. Since the electrical response of the sensors depends on the loop geometry, it happens that each sensor must be individually calibrated.

L'algoritmo di calibrazione (cioè la correlazione tra risposta elettrica dell'elemento sensibile e le proprietà dielettriche del materiale da esaminare, la densità, o la percentuale di umidità) che è stato messo a punto per un sensore provvisto di una spira avente una certa forma e certe dimensioni, infatti, non è applicabile ad un ulteriore sensore che, pur avendo la medesima conformazione del suddetto sensore, differisce da quest'ultimo a causa di indesiderate variazioni della geometria della spira. Un ulteriore difetto dei sensori noti consiste in una considerevole difficoltà di posizionamento della spira quando quest'ultima deve essere inserita in un materiale solido che costituisce il corpo di sensing, ad esempio nel caso di sensori provvisti di un risonatore cilindrico non in aria. The calibration algorithm (i.e. the correlation between the electrical response of the sensitive element and the dielectric properties of the material to be examined, the density, or the percentage of humidity) that has been developed for a sensor equipped with a loop having a certain shape and certain dimensions, in fact, is not applicable to a further sensor which, although having the same shape as the aforesaid sensor, differs from the latter due to undesired variations in the geometry of the loop. A further drawback of known sensors consists in a considerable difficulty in positioning the loop when the latter must be inserted in a solid material which constitutes the sensing body, for example in the case of sensors provided with a cylindrical resonator not in air.

Uno scopo dell'invenzione è ottenere un sensore comprendente un risonatore a microonde in cui l'impedenza ad una porta di ingresso del risonatore a microonde possa essere adattata con facilità. An object of the invention is to obtain a sensor comprising a microwave resonator in which the impedance at an input port of the microwave resonator can be easily adapted.

Un altro scopo è ottenere un sensore comprendente un risonatore a microonde avente una spira per l'alimentazione in corrente che sia dotata di considerevole resistenza e che possa essere realizzata con elevata ripetibilità. Another object is to obtain a sensor comprising a microwave resonator having a loop for the current supply which is provided with considerable resistance and which can be realized with high repeatability.

Un ulteriore scopo è ottenere un sensore comprendente un risonatore a microonde nel quale un dispositivo di alimentazione possa essere inserito con semplicità in un dielettrico posizionato in una cavità del risonatore . A further object is to obtain a sensor comprising a microwave resonator in which a power supply device can be easily inserted into a dielectric positioned in a cavity of the resonator.

Un ulteriore scopo è ottenere un sensore comprendente un risonatore a microonde nel quale sia ostacolata l'adesione del materiale da esaminare ad una zona di misura del sensore stesso e nel quale una porzione di materiale da esaminare che abbia aderito a tale zona di misura possa essere facilmente rimossa. A further object is to obtain a sensor comprising a microwave resonator in which the adhesion of the material to be examined to a measurement zone of the sensor itself is hindered and in which a portion of material to be examined that has adhered to this measurement zone can be easily removed.

In un primo aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde, mezzi a circuito a radiofrequenze collegati a detto risonatore a microonde, mezzi a porta attraverso i quali detti mezzi a circuito a radiofrequenze alimentano detto risonatore a microonde, detto risonatore a microonde presentando una impedenza avente un valore dipendente da un prodotto da esaminare, caratterizzato dal fatto che a detti mezzi a porta è associato un dispositivo adattatore di impedenza conformato in modo tale che detti mezzi a circuito a radiofrequenze riscontrino una impedenza di detto risonatore a microonde avente un ulteriore valore differente da detto valore. In a first aspect of the invention, a sensor is provided comprising a microwave resonator, radiofrequency circuit means connected to said microwave resonator, gate means through which said radiofrequency circuit means feed said microwave resonator, said resonator having an impedance having a value depending on a product to be examined, characterized in that an impedance adapter device is associated with said gate means, shaped in such a way that said radiofrequency circuit means encounter an impedance of said microwave resonator having a further value different from said value.

In una versione, il dispositivo adattatore di impedenza comprende un circuito a parametri concentrati, ad esempio un circuito SMD (Surface Mounted Devices). In one version, the impedance adapter device comprises a lumped circuit, such as a Surface Mounted Devices (SMD) circuit.

In una ulteriore versione, il dispositivo di adattamento comprende inoltre un dispositivo MEMS. In un secondo aspetto dell'invenzione, è previsto l'uso di un dispositivo MEMS in un sensore come mezzo per adattare ad un valore prefissato una impedenza riscontrata da mezzi a circuito a radiofrequenze che alimentano un risonatore a microonde. In a further version, the adaptation device further comprises a MEMS device. In a second aspect of the invention, the use of a MEMS device in a sensor is provided as a means for adapting to a predetermined value an impedance encountered by radiofrequency circuit means feeding a microwave resonator.

Grazie a questi aspetti dell'invenzione, è possibile adattare in impedenza un sensore dopo che quest'ultimo ha interagito con un prodotto da esaminare. Thanks to these aspects of the invention, it is possible to match a sensor in impedance after the latter has interacted with a product to be examined.

Ciò consente di massimizzare la potenza trasmessa dai mezzi a circuito a radiofrequenze al risonatore a microonde e di conseguenza di incrementare l'efficienza e di migliorare la sensibilità del sensore e l'accuratezza di misura. This allows to maximize the power transmitted by the radiofrequency circuit means to the microwave resonator and consequently to increase the efficiency and improve the sensitivity of the sensor and the measurement accuracy.

Ciò consente inoltre di utilizzare un medesimo sensore per esaminare, con elevata accuratezza, materiali aventi proprietà dielettriche - e quindi densità ed umidità - appartenenti ad un ampio intervallo di valori: low-loss (tanσ « 1), mediumloss (tanσ comparabile a 1) e high-loss (tanσ » 1). This also allows the use of the same sensor to examine, with high accuracy, materials with dielectric properties - and therefore density and humidity - belonging to a wide range of values: low-loss (tanσ «1), mediumloss (tanσ comparable to 1) and high-loss (tanσ »1).

La sensibilità di misura del sensore viene regolata modificando l'impedenza ad una porta del sensore con il solo utilizzo di un circuito di adattamento. The measurement sensitivity of the sensor is adjusted by changing the impedance at a sensor port with the sole use of an adaptation circuit.

In tal modo, l'adattamento - e quindi la regolazione della sensibilità della misura - possono essere effettuate senza rimuovere il sensore da una linea produttiva . In this way, the adaptation - and therefore the adjustment of the measurement sensitivity - can be carried out without removing the sensor from a production line.

Per adattare in impedenza il sensore non è pertanto necessario effettuare sul sensore stesso complicate modifiche, in particolare modifiche meccaniche, che sono richieste nei sensori secondo lo stato della tecnica . In order to adapt the sensor in impedance it is therefore not necessary to carry out complicated modifications on the sensor itself, in particular mechanical modifications, which are required in sensors according to the state of the art.

In un terzo aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde, mezzi a circuito a radiofrequenze collegati a detto risonatore a microonde, mezzi di alimentazione attraverso i quali detti mezzi a circuito a radiofrequenze alimentano detto risonatore a microonde, caratterizzato dal fatto detti mezzi di alimentazione comprendono un primo elemento ed un secondo elemento mutuamente distinti e cooperanti per definire mezzi a spira per l'alimentazione in corrente di detto risonatore a microonde. In a third aspect of the invention, a sensor is provided comprising a microwave resonator, radiofrequency circuit means connected to said microwave resonator, power supply means through which said radiofrequency circuit means feed said microwave resonator, characterized by said power supply means comprise a first element and a second element mutually distinct and cooperating to define loop means for the current feeding of said microwave resonator.

In una versione, il primo elemento ed il secondo elemento sono disposti trasversalmente uno rispetto all'altro per definire i mezzi a spira in un risonatore cilindrico. In one embodiment, the first element and the second element are arranged transversely with respect to each other to define the coil means in a cylindrical resonator.

In particolare, il primo elemento si estende da una parete di base di un involucro cilindrico del risonatore cilindrico, si proietta attraverso una cavità individuata da detto involucro e penetra in una sede ricavata in una ulteriore parete di base dell'involucro, opposta alla suddetta parete di base. Il secondo elemento si estende da una parete laterale dell'involucro cilindrico attraverso una ulteriore sede ricavata nella ulteriore parete di base, la ulteriore sede sfociando nella suddetta sede, in modo tale che il secondo elemento interagisca con il primo elemento. In particular, the first element extends from a base wall of a cylindrical casing of the cylindrical resonator, is projected through a cavity identified by said casing and penetrates into a seat obtained in a further base wall of the casing, opposite the aforementioned wall. Basic. The second element extends from a side wall of the cylindrical casing through a further seat obtained in the further base wall, the further seat flowing into the aforementioned seat, so that the second element interacts with the first element.

In una ulteriore versione, il primo elemento ed il secondo elemento sono disposti sostanzialmente parallelamente uno rispetto all'altro e sono mutuamente interconnessi da un terzo elemento per definire mezzi a spira in un risonatore coassiale ad estremità aperta. In a further embodiment, the first element and the second element are arranged substantially parallel to each other and are mutually interconnected by a third element to define coil means in an open end coaxial resonator.

In particolare, il suddetto primo elemento ed il suddetto secondo elemento si estendono da una parete di un involucro del risonatore coassiale ad estremità aperta opposta ad una zona disposta per interagire con un materiale da esaminare, mentre il terzo elemento è ricevuto internamente all'involucro e collega il primo elemento al secondo elemento. In particular, the aforesaid first element and the aforesaid second element extend from a wall of a casing of the coaxial resonator with an open end opposite to an area arranged to interact with a material to be examined, while the third element is received inside the casing and connects the first element to the second element.

Grazie a questi aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere mezzi a spira composti da elementi modulari facilmente assemblabili. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain coil means composed of modular elements which can be easily assembled.

Ciò consente di ottenere una pluralità di spire, aventi tutte la medesima forma e le medesime dimensioni, da associare ciascuna ad un rispettivo risonatore . This allows to obtain a plurality of turns, all having the same shape and the same dimensions, to be associated each with a respective resonator.

In aggiunta, è possibile ottenere una pluralità di sensori di uno stesso tipo aventi mezzi di alimentazione che presentano tutti la medesima geometria, e quindi le medesime risposte elettriche. In questo modo, è possibile mettere a punto una unica procedura di calibrazione che colleghi le grandezze elettriche misurate a proprietà di un materiale da esaminare (ad esempio la funzione dielettrica, la densità, la granulometria, la percentuale di umidità, il sale, il rapporto grasso/magro), tale procedura di calibrazione essendo applicabile a tutti i sensori. Inoltre, i mezzi a spira sono meccanicamente assai robusti e particolarmente resistenti alle vibrazioni. In aggiunta, i mezzi a spira possono essere realizzati in modo assai più facile rispetto alle spire secondo lo stato della tecnica, in quanto non è necessario sagomare un tratto di filo metallico, ma è sufficiente assemblare componenti di dimensioni prefissate precedentemente realizzati. In addition, it is possible to obtain a plurality of sensors of the same type having power supply means which all have the same geometry, and therefore the same electrical responses. In this way, it is possible to develop a single calibration procedure that links the electrical quantities measured to properties of a material to be examined (for example the dielectric function, the density, the particle size, the percentage of humidity, the salt, the fat / lean), this calibration procedure being applicable to all sensors. Furthermore, the coil means are mechanically very robust and particularly resistant to vibrations. In addition, the coil means can be made much easier than the coils according to the state of the art, since it is not necessary to shape a section of metal wire, but it is sufficient to assemble previously made components of predetermined dimensions.

In un quarto aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde provvisto di mezzi ad involucro e di mezzi a dielettrico ricevuti in mezzi a cavità di detti mezzi ad involucro, mezzi a circuito a radiofrequenze collegati a detto risonatore a microonde, mezzi di alimentazione attraverso i quali detti mezzi a circuito a radiofrequenze alimentano detto risonatore a microonde, caratterizzato dal fatto detti mezzi di alimentazione comprendono un elemento di alimentazione conformato in modo tale da estendersi da una prima zona di detti mezzi ad involucro ad una seconda zona di detti mezzi ad involucro attraverso detti mezzi a dielettrico. In a fourth aspect of the invention, a sensor is provided comprising a microwave resonator provided with envelope means and with dielectric means received in cavity means of said envelope means, radio frequency circuit means connected to said microwave resonator, power supply means through which said radiofrequency circuit means feed said microwave resonator, characterized in that said power supply means comprise a power supply element shaped in such a way as to extend from a first area of said housing means to a second area of said envelope means through said dielectric means.

In una versione, l'elemento di alimentazione comprende un launcher di tipo SMA, oppure di tipo N. Grazie a questo aspetto dell'invenzione è possibile ottenere con semplicità mezzi di alimentazione per alimentare in corrente un risonatore a microonde. In one version, the power supply element comprises a launcher of the SMA type, or of the N type. Thanks to this aspect of the invention it is possible to easily obtain power supply means for supplying current to a microwave resonator.

In un quinto aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde, mezzi a circuito a radiofrequenze collegati a detto risonatore a microonde, detto risonatore a microonde comprendendo mezzi ad involucro internamente ai quali sono ricevuti mezzi a dielettrico, caratterizzato dal fatto che detti mezzi a dielettrico comprendono un primo elemento dielettrico realizzato in un primo materiale ed un secondo elemento dielettrico realizzato in un secondo materiale. In a fifth aspect of the invention, a sensor is provided comprising a microwave resonator, radiofrequency circuit means connected to said microwave resonator, said microwave resonator comprising envelope means inside which dielectric means are received, characterized by the fact that said dielectric means comprise a first dielectric element made of a first material and a second dielectric element made of a second material.

I mezzi a dielettrico usualmente impiegati nei risonatori a microonde, presentano eccellenti proprietà dielettriche, ma non sono adatti ad essere sottoposti a lavorazioni meccaniche, ad esempio forature, in quanto sono assai fragili. The dielectric means usually used in microwave resonators have excellent dielectric properties, but are not suitable for mechanical processing, for example drilling, as they are very fragile.

Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile equipaggiare un risonatore a microonde con un primo elemento realizzato con un usuale materiale dielettrico avente eccellenti proprietà dielettriche, ad esempio allumina (A1203), e con un secondo elemento dielettrico realizzato con un ulteriore materiale, quale il politetrafluoretilene (PTFE), che oltre ad avere soddisfacenti proprietà dielettriche - ancorché leggermente inferiori a quelle del primo materiale dielettrico - possa essere facilmente sottoposto a lavorazioni meccaniche. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to equip a microwave resonator with a first element made with a usual dielectric material having excellent dielectric properties, for example alumina (A1203), and with a second dielectric element made with a further material, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), which in addition to having satisfactory dielectric properties - although slightly lower than those of the first dielectric material - can be easily subjected to mechanical processing.

In questo modo, si ottengono mezzi a dielettrico che presentano complessivamente ottime proprietà dielettriche e che sono provvisti di una porzione -individuata dal secondo elemento dielettrico - in cui possono essere facilmente realizzate lavorazioni meccaniche . In this way, dielectric means are obtained which have overall excellent dielectric properties and which are provided with a portion - identified by the second dielectric element - in which mechanical processing can be easily carried out.

In particolare, è possibile ottenere mezzi a dielettrico in cui possano essere facilmente realizzati fori per il passaggio di una porzione di mezzi di alimentazione - ad esempio un launcher -attraverso i quali i mezzi a circuito a radiofrequenze alimentano il risonatore a microonde. In particular, it is possible to obtain dielectric means in which holes can be easily made for the passage of a portion of feeding means - for example a launcher - through which the radiofrequency circuit means feed the microwave resonator.

In un sesto aspetto dell'invenzione, è previsto un sensore comprendente un risonatore a microonde, mezzi a circuito a radiofrequenze collegati a detto risonatore a microonde e provvisti di mezzi di trasmissione e di mezzi di ricezione, detti mezzi di ricezione comprendendo un dispositivo di ricezione, un terminale disposto per rilevare un segnale proveniente da una porta di detto risonatore a microonde ed indicativo di una potenza riflessa da detto risonatore a microonde ed un ulteriore terminale disposto per rilevare un ulteriore segnale proveniente da una ulteriore porta di detto risonatore a microonde ed indicativo di una potenza trasmessa attraverso detto risonatore a microonde, un cireolatore collegato a detti mezzi di trasmissione, a detto terminale e a detta porta, ed un commutatore disposto per collegare alternativamente detto dispositivo di ricezione con detto terminale o con detto ulteriore terminale. In a sixth aspect of the invention, a sensor is provided comprising a microwave resonator, radiofrequency circuit means connected to said microwave resonator and provided with transmitting means and receiving means, said receiving means comprising a receiving device , a terminal arranged to detect a signal coming from a gate of said microwave resonator and indicative of a power reflected by said microwave resonator and a further terminal arranged to detect a further signal coming from a further gate of said microwave resonator and indicative of a power transmitted through said microwave resonator, a cyreulator connected to said transmission means, to said terminal and to said port, and a switch arranged to alternatively connect said receiving device with said terminal or with said further terminal.

In una versione, il commutatore comprende un commutatore coassiale MEMS (RF MEMS coaxial switch). Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere una rilevazione di un parametro indicativo della potenza riflessa e di un ulteriore parametro indicativo della portanza trasmessa, e quindi una misura più accurata delle proprietà di un prodotto da esaminare . In one version, the switch comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch). Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain a detection of a parameter indicative of the reflected power and of a further parameter indicative of the lift transmitted, and therefore a more accurate measurement of the properties of a product to be examined.

In particolare il suddetto parametro ed il suddetto ulteriore parametro possono essere combinati, ad esempio tramite una combinazione lineare. In particular, the aforesaid parameter and the aforesaid further parameter can be combined, for example by means of a linear combination.

In un settimo aspetto dell'invenzione, è previsto l'uso di un dispositivo di riscaldamento in un sensore come mezzo antiadesione per impedire che un prodotto da esaminare aderisca ad una zona di misura di un risonatore a microonde. In a seventh aspect of the invention, the use of a heating device in a sensor is provided as an anti-adhesion means to prevent a product to be examined from adhering to a measuring zone of a microwave resonator.

Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere un sensore risonante a microonde nel quale non si formino, in prossimità di una zona di misura, depositi di materiale, o bolle di aria, che possono pregiudicare l'efficacia di rilevazione. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain a resonant microwave sensor in which no deposits of material or air bubbles are formed in the vicinity of a measurement area, which could compromise the detection efficiency.

In particolare, è possibile evitare che su una porzione di mezzi contenitori ai quali la zona di misura del sensore è associata si depositi condensa che, impastandosi con una parte del materiale, contribuisce a formare accumuli ed incrostazione che impediscono ad una restante parte del materiale di interagire adeguatamente con il risonatore a microonde . In particular, it is possible to prevent condensate from depositing on a portion of container means to which the measuring zone of the sensor is associated, which, by mixing with a part of the material, contributes to forming accumulations and encrustations that prevent a remaining part of the material from interact adequately with the microwave resonator.

In un ottavo aspetto dell'invenzione, è previsto un apparato misuratore comprendente un sensore risonante a microonde associato ad una porzione di mezzi contenitori atti a ricevere un prodotto destinato ad interagire con detto sensore risonante a microonde, caratterizzato dal fatto che comprende inoltre mezzi di pulizia disposti per asportare accumuli di detto materiale da detta porzione. In an eighth aspect of the invention, a measuring apparatus is provided comprising a resonant microwave sensor associated with a portion of container means suitable for receiving a product intended to interact with said resonant microwave sensor, characterized in that it also comprises cleaning means arranged to remove accumulations of said material from said portion.

Grazie a questo aspetto dell'invenzione, è possibile ottenere un apparato misuratore in cui non è necessario smontare il sensore risonante a microonde per effettuarne la pulizia. Thanks to this aspect of the invention, it is possible to obtain a measuring apparatus in which it is not necessary to disassemble the resonant microwave sensor for cleaning.

L'invenzione potrà essere meglio compresa ed attuata con riferimento agli allegati disegni, che ne illustrano una forma esemplificativa e non limitativa di attuazione, in cui: The invention can be better understood and implemented with reference to the attached drawings, which illustrate an exemplary and non-limiting embodiment thereof, in which:

Figura 1 è un diagramma a blocchi di un apparato di misura comprendente un sensore risonante a microonde; Figura 2 è un diagramma a blocchi di una variante di un apparato di misura comprendente un sensore risonante a microonde; Figure 1 is a block diagram of a measurement apparatus comprising a resonant microwave sensor; Figure 2 is a block diagram of a variant of a measuring apparatus comprising a resonant microwave sensor;

Figura 3 è vista prospettica sezionata di un sensore a microonde del tipo risonatore coassiale ad estremità aperta; Figure 3 is a sectional perspective view of a microwave sensor of the open end coaxial resonator type;

Figura 4 è un particolare di Figura 3; Figure 4 is a detail of Figure 3;

Figura 5 è una vista come quella di Figura 3 evidenziante il sensore a microonde associato ad una parete di un contenitore; Figure 5 is a view like that of Figure 3 showing the microwave sensor associated with a wall of a container;

Figura 6 è una vista come quella di Figura 3 evidenziante una variante del sensore a microonde; Figura 7 è una vista come quella di Figura 3 evidenziante una ulteriore variante del sensore a microonde; Figure 6 is a view like that of Figure 3 showing a variant of the microwave sensor; Figure 7 is a view like that of Figure 3 showing a further variant of the microwave sensor;

Figura 8 è una vista prospettica sezionata di un sensore a microonde del tipo risonatore cilindrico; Figura 9 è una vista come quella di Figura 8 evidenziante una variante del sensore a microonde; Figura 10 è una vista prospettica di un sensore a microonde fissato ad una piastra alla quale sono associati mezzi riscaldatori; Figure 8 is a sectional perspective view of a microwave sensor of the cylindrical resonator type; Figure 9 is a view like that of Figure 8 showing a variant of the microwave sensor; Figure 10 is a perspective view of a microwave sensor fixed to a plate to which heating means are associated;

Figura 11 è una vista prospettica di un sensore a microonde al quale sono associati mezzi di pulizia; Figura 12 è un diagramma a blocchi di un apparato di misura comprendente un sensore a microonde ed un dispositivo adattatore di impedenza; Figure 11 is a perspective view of a microwave sensor to which cleaning means are associated; Figure 12 is a block diagram of a measurement apparatus comprising a microwave sensor and an impedance adapter device;

Figura 13 è uno schema di un dispositivo adattatore di impedenza; Figure 13 is a schematic of an impedance adapter device;

Figura 14 è uno schema di un circuito equivalente formato da un circuito a radiofrequenze, una rete di adattamento in impedenza ed un sensore a microonde; Figura 15 è un grafico che riporta risultati sperimentali di misure di uno sfasamento di input; Figure 14 is a diagram of an equivalent circuit formed by a radio frequency circuit, an impedance matching network and a microwave sensor; Figure 15 is a graph showing experimental results of measurements of an input phase shift;

Figura 16 è un grafico che riporta risultati sperimentali di misure di uno sfasamento di output; le Figure da 17 a 20 sono carte di Smith relative ad un esempio di applicazione di una procedura di adattamento in impedenza; Figure 16 is a graph showing experimental results of measurements of an output phase shift; Figures 17 to 20 are Smith papers relating to an example of application of an impedance matching procedure;

Figura 21 mostra quattro grafici relativi ad una applicazione sperimentale di una procedura di adattamento in impedenza; Figure 21 shows four graphs relating to an experimental application of an impedance matching procedure;

Figura 22 mostra quattro carte di Smith corrispondenti ai quattro grafici di Figura 21; Figure 22 shows four Smith cards corresponding to the four graphs of Figure 21;

le Figure 23 e 24 mostrano due circuiti equivalenti relativi a due dei casi illustrati nelle Figure 21 e 22; Figures 23 and 24 show two equivalent circuits relating to two of the cases illustrated in Figures 21 and 22;

Figura 25 è un diagramma a blocchi di una ulteriore variante di un apparato di misura comprendente un sensore risonante a microonde; Figure 25 is a block diagram of a further variant of a measurement apparatus comprising a resonant microwave sensor;

Figura 26 mostra una tabella ottenuta sperimentalmente tramite una procedura di calibrazione di un sensore a microonde del tipo mostrato in Figura 6; Figure 26 shows a table obtained experimentally through a calibration procedure of a microwave sensor of the type shown in Figure 6;

Figura 27 mostra una tabella ottenuta sperimentalmente tramite di una procedura di calibrazione di un sensore a microonde del tipo mostrato in Figura 7, Figure 27 shows a table obtained experimentally through a calibration procedure of a microwave sensor of the type shown in Figure 7,

Figura 28 mostra una tabella ottenuta sperimentalmente tramite di una procedura di calibrazione di un sensore a microonde del tipo mostrato nelle Figure da 3 a 5; Figure 28 shows a table obtained experimentally by means of a calibration procedure of a microwave sensor of the type shown in Figures 3 to 5;

le Figure da 29 a 33 mostrano alcuni grafici costruiti sulla base della tabella di cui alla Figura 28. Figures 29 to 33 show some graphs built on the basis of the table in Figure 28.

Con riferimento alla Figura 1 è mostrato un apparato di misura 1 comprendente un sensore 2 - del tipo provvisto di un risonatore a microonde - un circuito a radiofrequenze 3 collegato al sensore 1 tramite una connessione coassiale ed una unità elettronica di controllo 4, ad esempio un PC industriale e/o una scheda elettronica con DSP e/o processore, collegata al circuito a radiofrequenze tramite una interfaccia seriale RS-232 e/o RS-485, una porta parallela, una porta Ethernet, uscite analogiche. With reference to Figure 1, a measurement apparatus 1 is shown comprising a sensor 2 - of the type provided with a microwave resonator - a radiofrequency circuit 3 connected to the sensor 1 through a coaxial connection and an electronic control unit 4, for example a Industrial PC and / or an electronic card with DSP and / or processor, connected to the radio frequency circuit via an RS-232 and / or RS-485 serial interface, a parallel port, an Ethernet port, analog outputs.

L'apparato di misura 1 è predisposto per effettuare misure in trasmissione. The measuring apparatus 1 is designed to carry out measurements in transmission.

Con riferimento alla Figura 2 è mostrato un apparato di misura 1 nel quale tra il circuito a radiofrequenze 3 ed il sensore 2 è interposo un circolatore 5. With reference to Figure 2, a measuring apparatus 1 is shown in which a circulator 5 is interposed between the radiofrequency circuit 3 and the sensor 2.

L'apparato di misura 1 è predisposto per effettuare misure in riflessione. The measuring apparatus 1 is designed to carry out measurements in reflection.

Il sensore 2 è un sensore risonante lambda/4 a campi di frangia avente una risposta tipica mostrata nella tabella qui di seguito riportata Sensor 2 is a fringe field lambda / 4 resonant sensor having a typical response shown in the table below

dove: where is it:

S11= potenza riflessa / potenza incidente S11 = reflected power / incident power

S21= potenza trasmessa / potenza incidente S21 = transmitted power / incident power

MUT (Material Under Test) = materiale da esaminare Fr = frequenza di risonanza MUT (Material Under Test) = material to be examined Fr = resonance frequency

Bw = larghezza di banda a -3 dB Bw = -3 dB bandwidth

Q-factor = rapporto tra frequenza di risonanza e Bw Amp = ampiezza di S21o di S11al picco di risonanza SWR = rapporto di onde stazionarie Q-factor = ratio between resonant frequency and Bw Amp = amplitude of S21 or of S11 at resonance peak SWR = ratio of standing waves

Real = parte reale dell'impedenza a Fr espressa in Ohm Imag = parte immaginaria dell'impedenza a Fr espressa in Ohm Real = real part of the impedance at Fr expressed in Ohm Imag = imaginary part of the impedance at Fr expressed in Ohm

In alternativa, il sensore 2 può essere un sensore risonante cilindrico. Alternatively, the sensor 2 can be a cylindrical resonant sensor.

Il corpo del sensore 1 è realizzato in acciaio inox 304, o in acciaio inox 316, o in alluminio Anticorodal, i plug di contatto sono realizzati in politetrafluoretilene (PTFE) vergine, i connettori/porte sono del tipo SMA e/o tipo N. The sensor body 1 is made of 304 stainless steel, or 316 stainless steel, or Anticorodal aluminum, the contact plugs are made of virgin polytetrafluoroethylene (PTFE), the connectors / ports are of the SMA and / or N type.

Il sensore 1 può operare in un intervallo di temperatura compreso tra 0 - 80 °C. Sensor 1 can operate in a temperature range between 0 - 80 ° C.

Il circuito a radiofrequenze 3 consente la misura scalare dei parametri S21ed S11in un intervallo di frequenza compreso tra 500 MHz e 3000 MHz. The radio frequency circuit 3 allows the scalar measurement of the S21 and S11 parameters in a frequency range between 500 MHz and 3000 MHz.

Il circuito a radiofrequenze 3 ha le seguenti caratteristiche : Radio frequency circuit 3 has the following characteristics:

Temperatura di esercizio 0 ÷ 50°C Alimentazione 12 ÷ 24 VDC Operating temperature 0 ÷ 50 ° C Power supply 12 ÷ 24 VDC

Impedenza Caratteristica 50 Ω Characteristic Impedance 50 Ω

Consumo massimo 5 W Maximum consumption 5 W

Potenza di uscita tipica 10 dBm Typical output power 10 dBm

Intervallo di frequenza 500-700 MHz Frequency range 500-700 MHz

Dinamica di S2150 dB (-10 ÷ -60 dB) Dinamica del segnale Dynamics of S2150 dB (-10 ÷ -60 dB) Dynamics of the signal

rivelato (Su) 20-23 dB revealed (Up) 20-23 dB

Accuratezza della Accuracy of

sintesi in frequenza 500 Hz 500 Hz frequency synthesis

Accuratezza sull'ampiezza Amplitude accuracy

della risposta /- 0.1dB (tra 0 ÷ 50 °C, con sistema response / - 0.1dB (between 0 ÷ 50 ° C, with system

calibrato) calibrated)

Step di frequenza minimo 50 KHz Minimum frequency step 50 KHz

Tempo di sweep < 10ms Sweep time <10ms

I connettori/interfacce hanno le seguenti caratteristiche: The connectors / interfaces have the following characteristics:

Interfaccia PC remoto DB9 DB9 remote PC interface

Interfaccia RF SMA F SMA F RF interface

Protocollo comunicazione RS232 RS232 communication protocol

Convertitore A/D del A / D converter del

canale di input 16 bit 16 bit input channel

L'interfaccia software di controllo del circuito consente la gestione dei seguenti parametri: The circuit control software interface allows the management of the following parameters:

Intervallo di frequenza su cui effettuare la misura; Frequenza di start, larghezza dello step di frequenza e numero di punti da sintetizzare; Frequency range on which to perform the measurement; Start frequency, frequency step width and number of points to synthesize;

Selezione della baud rate della porta seriale; Selection of the baud rate of the serial port;

Comando di start per l'esecuzione di una misura: il sistema risponde trasmettendo il numero di byte richiesti (numero punti sintetizzati*2 byte); Start command for the execution of a measurement: the system responds by transmitting the number of bytes requested (number of points synthesized * 2 bytes);

E' previsto un controllo sui byte trasmessi (1 byte di checksum generato dallo xor dei byte che identificano la misura). A check on the bytes transmitted is foreseen (1 byte of checksum generated by the xor of the bytes that identify the measure).

Con riferimento alle Figure da 3 a 5 è mostrato un sensore a microonde 2 del tipo risonatore coassiale ad estremità aperta comprendente un involucro 6 sostanzialmente cilindrico internamente al quale è disposto un corpo allungato 7 coassiale all'involucro 6 ed avente una dimensione trasversale minore della dimensione trasversale dell'involucro 6, in modo tale che tra l'involucro 6 ed il corpo allungato 7 sia individuata una intercapedine 8 anulare. With reference to Figures 3 to 5, a microwave sensor 2 of the coaxial resonator type with open end is shown comprising a substantially cylindrical casing 6 inside which an elongated body 7 coaxial to the casing 6 and having a transversal dimension smaller than the dimension is arranged. transversal of the casing 6, so that an annular gap 8 is identified between the casing 6 and the elongated body 7.

Il corpo allungato 7 ha una sezione trasversale sostanzialmente costante. The elongated body 7 has a substantially constant cross section.

Il sensore 2 comprende inoltre una flangia 9, alla quale è connesso il corpo allungato 7, che è fissabile all'involucro 6 per chiudere una estremità aperta 10 dell'involucro 6. The sensor 2 further comprises a flange 9, to which the elongated body 7 is connected, which can be fixed to the casing 6 to close an open end 10 of the casing 6.

L'involucro 6 comprende inoltre una ulteriore estremità aperta 11, opposta all'estremità aperta 10, alla quale è associato un plug 12 realizzato in un materiale trasparente alle microonde. The casing 6 also comprises a further open end 11, opposite the open end 10, to which a plug 12 made of a material transparent to microwaves is associated.

L'ulteriore estremità aperta 11 è disposta per interagire con un materiale da esaminare. The further open end 11 is arranged to interact with a material to be examined.

In particolare, l'ulteriore estremità aperta 11 può essere associata ad una parete 65 di una tramoggia, non raffigurata, disposta per ricevere una certa quantità del suddetto materiale. In particular, the further open end 11 can be associated with a wall 65 of a hopper, not shown, arranged to receive a certain quantity of the aforesaid material.

Il sensore 2 comprende inoltre un launcher 13, di tipo noto, ad esempio di tipo SMA, collegato ad una porta del sensore 2 e disposto per rilevare un segnale di uscita indicativo della potenza trasmessa. The sensor 2 further comprises a launcher 13 of a known type, for example of the SMA type, connected to a port of the sensor 2 and arranged to detect an output signal indicative of the transmitted power.

Il launcher 13 è alimentato in tensione (probe). The launcher 13 is powered in voltage (probe).

Il sensore 2 comprende inoltre un dispositivo di alimentazione 14 disposto per alimentare in corrente il sensore 2. The sensor 2 further comprises a power supply device 14 arranged to supply current to the sensor 2.

Il dispositivo di alimentazione 14 definisce una spira 15 (loop) cortocircuitata sulla flangia 9. The power supply device 14 defines a turn 15 (loop) short-circuited on the flange 9.

La spira 15 è individuata da una prima porzione 16 e da una seconda porzione 17 disposte sostanzialmente parallelamente al corpo allungato 7 e da una terza porzione 18 disposta trasversalmente - e sostanzialmente perpendicolarmente - rispetto alla prima porzione 16 ed alla seconda porzione 17. The coil 15 is identified by a first portion 16 and by a second portion 17 arranged substantially parallel to the elongated body 7 and by a third portion 18 arranged transversely - and substantially perpendicularly - with respect to the first portion 16 and to the second portion 17.

La prima porzione 16, la seconda porzione 17 e la terza porzione 18 sono contenute in uno stesso piano. La prima porzione 16 è individuata da un ulteriore launcher 19, di tipo noto, ad esempio di tipo SMA, oppure di tipo N. The first portion 16, the second portion 17 and the third portion 18 are contained in the same plane. The first portion 16 is identified by a further launcher 19, of a known type, for example of the SMA type, or of the N type.

La seconda porzione 17 è definita da una barra 20 estendentesi da una testa 21 associabile alla flangia 9. The second portion 17 is defined by a bar 20 extending from a head 21 which can be associated with the flange 9.

La testa 21 comprende una zona filettata 22 impegnantesi in un corrispondente foro filettato 23 ricavato nella flangia 9 e sfociante all'interno dell'involucro 6 in corrispondenza dell'intercapedine 8. The head 21 comprises a threaded area 22 engaging in a corresponding threaded hole 23 obtained in the flange 9 and opening inside the casing 6 at the interspace 8.

La terza porzione 18 comprende una traversa 24 avente una prima estremità 25 associata ad una zona di punta 26 dell'ulteriore launcher 19 ed una seconda estremità 27 associata ad una ulteriore zona di punta 28 della barra 20. The third portion 18 comprises a crosspiece 24 having a first end 25 associated with a tip area 26 of the further launcher 19 and a second end 27 associated with a further tip area 28 of the bar 20.

La traversa 24 comprende - in corrispondenza della prima estremità 25 - un primo foro, non raffigurato, disposto per ricevere la zona di punta 26 e - in corrispondenza della seconda estremità 27 - un secondo foro, non raffigurato, disposto per ricevere la ulteriore zona di punta 28. The crosspiece 24 comprises - at the first end 25 - a first hole, not shown, arranged to receive the tip area 26 and - at the second end 27 - a second hole, not shown, arranged to receive the further area of tip 28.

La traversa 24 può essere saldamente fissata all'ulteriore launcher 19 ed alla barra 20 tramite saldature, ad esempio una saldatura a stagno che colleghi la zona di punta 26, ricevuta nel primo foro, alla prima estremità 25, ed una ulteriore saldatura a stagno che colleghi la ulteriore zona di punta 28, ricevuta nel secondo foro, alla seconda estremità 27. L'ulteriore launcher 19, la barra 20 e la traversa 24 consentono di ottenere una spira 15 assai più semplicemente rispetto a quanto previsto nello stato della tecnica, e cioè una spira ottenuta piegando un filo metallico per ottenere un anello. The crosspiece 24 can be firmly fixed to the further launcher 19 and to the bar 20 by means of welding, for example a tin solder which connects the tip area 26, received in the first hole, to the first end 25, and a further tin solder which connects the further tip area 28, received in the second hole, to the second end 27. The further launcher 19, the bar 20 and the crosspiece 24 allow to obtain a coil 15 much more simply than that envisaged in the state of the art, and that is, a coil obtained by bending a metal wire to obtain a ring.

Inoltre la spira 15 è geometricamente assi più facilmente riproducibile delle spire degli apparati noti Furthermore, the turn 15 is geometrically more easily reproducible than the turns of known apparatuses

Ciò consente, durante la fabbricazione, di ottenere sensori aventi spire geometricamente uguali e, pertanto, uguali risposte elettriche. This allows, during manufacturing, to obtain sensors having geometrically equal turns and, therefore, equal electrical responses.

Ne consegue che una medesima procedura di calibrazione può essere utilizzata per una pluralità di sensori aventi le stesse caratteristiche geometriche ed elettriche e non è necessario mettere a punto una procedura di calibrazione per ciascun sensore, come avviene nel caso di sensori aventi spire, e quindi risposte elettriche, che differiscono le une dalle altre. It follows that the same calibration procedure can be used for a plurality of sensors having the same geometric and electrical characteristics and it is not necessary to set up a calibration procedure for each sensor, as occurs in the case of sensors having loops, and therefore responses. electric, which differ from each other.

In aggiunta, la spira 15 è fissata in modo estremamente efficace alla flangia 9 e risulta particolarmente resistente alle vibrazioni. In addition, the turn 15 is fastened in an extremely effective way to the flange 9 and is particularly resistant to vibrations.

Inoltre, tramite la spira 15 è possibile alimentare il sensore 2 in corrente, il che consente di facilitare un adattamento in impedenza della porta collegata alla spira 15, con le modalità che saranno discusse nel seguito. Furthermore, by means of the loop 15 it is possible to supply the sensor 2 with current, which makes it possible to facilitate an adaptation in impedance of the door connected to the loop 15, in the manner that will be discussed below.

Con riferimento alla Figura 6 è mostrato un sensore 2 comprendente un elemento allungato 7 provvisto di una regione di corpo 80 ed di una regione di estremità 81, più prossima alla ulteriore estremità aperta 11, che ha una sezione trasversale decrescente in allentamento dalla regione di corpo 80. With reference to Figure 6, a sensor 2 is shown comprising an elongated element 7 provided with a body region 80 and an end region 81, closer to the further open end 11, which has a decreasing cross section in loosening from the body region 80.

In altre parole, la regione di estremità 81 ha una forma sostanzialmente troncoconica, una base maggiore 82 del tronco di cono essendo adiacente alla regione di corpo 80 ed una base minore 83 del tronco di cono essendo distante dalla regione di corpo 80. In other words, the end region 81 has a substantially truncated cone shape, a major base 82 of the truncated cone being adjacent to the body region 80 and a minor base 83 of the truncated cone being distant from the body region 80.

Con riferimento alla Figura 7 è mostrato un sensore 2 comprendente un elemento allungato 7 provvisto di una ulteriore regione di corpo 84 ed di una ulteriore regione di estremità 85, più prossima alla ulteriore estremità aperta 11, che ha una sezione trasversale crescente in allentamento dalla ulteriore regione di corpo 84. With reference to Figure 7, a sensor 2 is shown comprising an elongated element 7 provided with a further body region 84 and with a further end region 85, closer to the further open end 11, which has an increasing cross section in loosening from the further body region 84.

In altre parole, la ulteriore regione di estremità 85 ha una forma sostanzialmente troncoconica, una ulteriore base minore 86 del tronco di cono essendo adiacente alla ulteriore regione di corpo 84 ed una ulteriore base maggiore 87 del tronco di cono essendo distante dalla ulteriore regione di corpo 84. In other words, the further end region 85 has a substantially truncated cone shape, a further minor base 86 of the truncated cone being adjacent to the further body region 84 and a further major base 87 of the truncated cone being distant from the further body region 84.

Con riferimento alla Figura 8, è mostrato un sensore 2 del tipo risonatore cilindrico, comprendente un primo semiguscio 29 ed un secondo semiguscio 30 mutuamente collegabili tramite mezzi di collegamento, ad esempio viti . With reference to Figure 8, a sensor 2 of the cylindrical resonator type is shown, comprising a first half-shell 29 and a second half-shell 30 mutually connectable by means of connection means, for example screws.

Il primo semiguscio 29 ed il secondo semiguscio 30 definiscono mezzi ad involucro 90 che delimitano una cavità 31 internamente alla quale sono inseriti mezzi a dielettrico 32 aventi una forma anulare. The first half-shell 29 and the second half-shell 30 define envelope means 90 which delimit a cavity 31 inside which dielectric means 32 having an annular shape are inserted.

Al primo semiguscio 29 è associata una prima porzione tubolare 33 ed al secondo semiguscio 30 è associata una seconda porzione tubolare 34, la prima porzione tubolare 33 e la seconda porzione tubolare 34 cooperando per definire mezzi a condotto 35 disposti per essere attraversati da un materiale da esaminare. Il sensore 2 comprende un ulteriore dispositivo di alimentazione 36 che è provvisto di una ulteriore spira 37 disposta per consentire una alimentazione in corrente del sensore 2. A first tubular portion 33 is associated with the first half-shell 29 and a second tubular portion 34 is associated with the second half-shell 30, the first tubular portion 33 and the second tubular portion 34 cooperating to define conduit means 35 arranged to be crossed by a material to be to examine. The sensor 2 comprises a further power supply device 36 which is provided with a further turn 37 arranged to allow a current power supply of the sensor 2.

L'ulteriore spira 37 comprende una porzione 38 disposta sostanzialmente parallelamente ai mezzi a condotto 35 ed una ulteriore porzione 39 disposta trasversalmente - e sostanzialmente perpendicolarmente - ai mezzi a condotto 35. The further turn 37 comprises a portion 38 arranged substantially parallel to the conduit means 35 and a further portion 39 disposed transversely - and substantially perpendicularly - to the conduit means 35.

La porzione 38 e l'ulteriore porzione 39 sono contenute in uno stesso piano. The portion 38 and the further portion 39 are contained in the same plane.

La porzione 38 è individuata da un ancora ulteriore launcher 40, di tipo noto, ad esempio di tipo SMA, oppure di tipo N. The portion 38 is identified by a still further launcher 40, of a known type, for example of the SMA type, or of the N type.

L'ancora ulteriore launcher 40 comprende un corpo 41 passante attraverso un primo foro 42, realizzato nel primo semiguscio 29, ed attraverso un secondo foro 43, realizzato nei mezzi a dielettrico 32. The still further launcher 40 comprises a body 41 passing through a first hole 42, made in the first half-shell 29, and through a second hole 43, made in the dielectric means 32.

L'ancora ulteriore launcher 40 comprende una zona di punta 44 ricevuta in un terzo foro 45 realizzato nel secondo semiguscio 30. The still further launcher 40 comprises a tip area 44 received in a third hole 45 made in the second half-shell 30.

L'ulteriore porzione 39 è definita da una ulteriore barra 46 estendentesi da una ulteriore testa 47 associabile al secondo semiguscio 30. The further portion 39 is defined by a further bar 46 extending from a further head 47 which can be associated with the second half-shell 30.

L'ulteriore barra 46 comprende una ulteriore zona filettata 48 impegnantesi in una corrispondente porzione filettata 49 di mezzi a foro 50 ricavati nel secondo semiguscio 30 e comunicanti con il terzo foro 45 The further bar 46 comprises a further threaded area 48 engaging in a corresponding threaded portion 49 of hole means 50 obtained in the second half-shell 30 and communicating with the third hole 45

Per ottenere l'ulteriore spira 37, dopo che il corpo 41 dell'ancora ulteriore launcher 40 è stato posizionato nel primo foro 42 e nel secondo foro 43 e la zona di punta 44 è stata posizionata nel terzo foro 45, la ulteriore barra 46 è introdotta all'interno dei mezzi a foro 50 in modo tale che una estremità 51 della ulteriore barra 46 sia posta a contatto con la zona di punta 44 dell'ancora ulteriore launcher 40. La zona filettata 48 della ulteriore barra 46 si impegna con la porzione filettata 49 dei mezzi a foro 50 in modo tale che l'ulteriore spira 37 risulti dotata di una buona resistenza meccanica. To obtain the further coil 37, after the body 41 of the still further launcher 40 has been positioned in the first hole 42 and in the second hole 43 and the tip area 44 has been positioned in the third hole 45, the further bar 46 is introduced inside the hole means 50 in such a way that one end 51 of the further bar 46 is placed in contact with the tip area 44 of the still further launcher 40. The threaded area 48 of the further bar 46 engages with the portion thread 49 of the hole means 50 in such a way that the further turn 37 is endowed with a good mechanical resistance.

L'ancora ulteriore launcher 40 e l'ulteriore barra 46 consentono di ottenere con semplicità una ulteriore spira 37 che attraversi i mezzi a dielettrico 32. The still further launcher 40 and the further bar 46 make it possible to easily obtain a further turn 37 which passes through the dielectric means 32.

I mezzi a dielettrico 32 comprendono un anello 52 realizzato in allumina (A1203), che, come noto dallo stato della tecnica, presenta proprietà dielettriche che lo rendono particolarmente idoneo ad essere utilizzato in sensori comprendenti risonatori a microonde. The dielectric means 32 comprise a ring 52 made of alumina (A1203), which, as known from the state of the art, has dielectric properties which make it particularly suitable for use in sensors comprising microwave resonators.

I mezzi a dielettrico 32 comprendono inoltre un ulteriore anello 53 realizzato in politetrafluoretilene (PTFE) vergine. The dielectric means 32 further comprise a further ring 53 made of virgin polytetrafluoroethylene (PTFE).

L'anello 52 e l'ulteriore anello 53 sono disposti coassialmente, l'ulteriore anello avendo un diametro interno sostanzialmente corrispondente ad un diametro esterno dell'anello 52, in modo tale da circondare l'anello 52. The ring 52 and the further ring 53 are arranged coaxially, the further ring having an internal diameter substantially corresponding to an external diameter of the ring 52, so as to surround the ring 52.

L'anello 52 ha una altezza, cioè una dimensione misurata parallelamente ai mezzi a condotto 35, sostanzialmente uguale ad una ulteriore altezza dell'ulteriore anello 53. The ring 52 has a height, i.e. a dimension measured parallel to the conduit means 35, substantially equal to a further height of the further ring 53.

II politetrafluoretilene (PTFE) ha proprietà dielettriche che lo rendono idoneo ad essere impiegato per la realizzazione di sensori comprendenti risonatori a microonde. Polytetrafluoroethylene (PTFE) has dielectric properties that make it suitable for use in the construction of sensors including microwave resonators.

Il politetrafluoretilene (PTFE), inoltre, ha proprietà meccaniche che lo rendono assai più facile da lavorare rispetto all'allumina (A1203). Furthermore, polytetrafluoroethylene (PTFE) has mechanical properties that make it much easier to process than alumina (A1203).

In particolare, il secondo foro 43 è ottenibile con estrema facilità nel politetrafluoretilene (PTFE), mentre richiederebbe complesse lavorazioni per essere ottenuto nell'allumina (AI2O3). In particular, the second hole 43 can be obtained very easily in polytetrafluoroethylene (PTFE), while it would require complex processing to be obtained in alumina (AI2O3).

Grazie all'invenzione, pertanto, è possibile limitare notevolmente i costi di fabbricazione del sensore 2 adottando mezzi dielettrico 32 comprendenti, in una zona più prossima ai mezzi a condotto 35, un anello di allumina (AI2O3) e, in una zona più distante dai mezzi a condotto 35, nella quale deve essere realizzata una sede atta a contenere una porzione dell'ulteriore dispositivo di alimentazione 36, un ulteriore anello realizzato in un materiale facilmente lavorabile quale il politetrafluoretilene (PTFE). Thanks to the invention, therefore, it is possible to considerably limit the manufacturing costs of the sensor 2 by adopting dielectric means 32 comprising, in an area closest to the conduit means 35, an alumina ring (AI2O3) and, in an area further away from the conduit means 35, in which a seat adapted to contain a portion of the further feeding device 36, a further ring made of an easily workable material such as polytetrafluorethylene (PTFE), must be formed.

Con riferimento alla Figura 9 è mostrato un sensore 2 del tipo risonatore cilindrico realizzato secondo una variante. With reference to Figure 9, a sensor 2 of the cylindrical resonator type made according to a variant is shown.

Il sensore 2 comprende un elemento di alimentazione 91 che coopera con i mezzi ad involucro 90 per definire una ancora ulteriore spira 92 disposta per consentire una alimentazione in corrente del sensore 2. The sensor 2 comprises a power supply element 91 which cooperates with the casing means 90 to define a still further turn 92 arranged to allow a current supply of the sensor 2.

L'elemento di alimentazione 91 comprende un ulteriore launcher 93, di tipo noto, ad esempio di tipo SMA, oppure di tipo N. The power supply element 91 comprises a further launcher 93, of a known type, for example of the SMA type, or of the N type.

L'ulteriore launcher 93 è provvisto di un ulteriore corpo 94 - realizzato in un materiale elettricamente isolante - passante attraverso un ulteriore primo foro 95, ricavato nel primo semiguscio 29, ed attraverso un ulteriore secondo foro 96, ricavato nei mezzi a dielettrico 32. The further launcher 93 is provided with a further body 94 - made of an electrically insulating material - passing through a further first hole 95, obtained in the first half-shell 29, and through a further second hole 96, obtained in the dielectric means 32.

L'ulteriore launcher 93 comprende una ulteriore zona di punta 97 - realizzata in un materiale elettricamente conduttore - ricevuta in un ulteriore terzo foro 98 ricavato nel secondo semiguscio 30. The further launcher 93 comprises a further tip area 97 - made of an electrically conductive material - received in a further third hole 98 obtained in the second half-shell 30.

La ulteriore zona di punta 97 è posta a contatto con il secondo semiguscio 30 - anch'esso realizzato in materiale elettricamente conduttore - in modo tale da definire l'ancora ulteriore spira 92. The further tip area 97 is placed in contact with the second half-shell 30 - also made of electrically conductive material - in such a way as to define the still further turn 92.

Nel secondo semiguscio è ricavata una sede svasata 99 sfociante nell'ulteriore terzo foro 98 e disposta per ricevere una quantità di stagno disposta per collegare elettricamente e meccanicamente l'ulteriore zona di punta 97 al secondo semiguscio 30. In the second half-shell there is a countersunk seat 99 opening into the further third hole 98 and arranged to receive a quantity of tin arranged to electrically and mechanically connect the further tip area 97 to the second half-shell 30.

In alternativa, la sede svasata 99 può non essere prevista. In tal caso, l'ulteriore zona di punta 97 e l'ulteriore terzo foro 98 sono conformati in modo tale che l'ulteriore zona di punta 97 interagisca con le pareti che delimitano l'ulteriore terzo foro 98. Alternatively, the countersunk seat 99 may not be provided. In this case, the further tip area 97 and the further third hole 98 are shaped in such a way that the further tip area 97 interacts with the walls delimiting the further third hole 98.

Grazie all'invenzione, è possibile realizzare con semplicità un dispositivo di alimentazione in corrente del sensore 2. Thanks to the invention, it is possible to easily realize a current supply device for the sensor 2.

In aggiunta, tale dispositivo è realizzato con un componente modulare ed è dotato di elevata ripetibilità . In addition, this device is made with a modular component and is endowed with high repeatability.

Inoltre, realizzando nei mezzi ad involucro un sede disposta per ricevere una porzione di punta di un launcher e prevedendo che il launcher attraversi i mezzi a dielettrico da parte a parte, è possibile realizzare un dispositivo di alimentazione in corrente di un risonatore a microonde utilizzando un launcher di tipo commerciale. Furthermore, by making a seat in the envelope means arranged to receive a tip portion of a launcher and providing that the launcher passes through the dielectric means from side to side, it is possible to realize a current supply device for a microwave resonator using a commercial-grade launcher.

I sensori sopra descritti, con riferimento alle Figure da 3 a 9 (in particolare l'involucro 6, il corpo allungato 7 e la flangia 9 del sensore 2 del tipo risonatore coassiale ad estremità aperta e il primo semiguscio 29, il secondo semiguscio 30, la prima porzione tubolare 33 e la seconda porzione tubolare 34 del sensore 2 del tipo risonatore cilindrico), sono realizzati in acciaio inox, o in alluminio Anticorodal, e sono sottoposti ad un trattamento superficiale con SurTec<®>650 che stabilizza nel tempo le caratteristiche elettriche dei suddetti materiali. The sensors described above, with reference to Figures 3 to 9 (in particular the casing 6, the elongated body 7 and the flange 9 of the sensor 2 of the open-ended coaxial resonator type and the first half-shell 29, the second half-shell 30, the first tubular portion 33 and the second tubular portion 34 of the sensor 2 of the cylindrical resonator type), are made of stainless steel, or Anticorodal aluminum, and are subjected to a surface treatment with SurTec <®> 650 which stabilizes the characteristics over time of the aforesaid materials.

E' stato rilevato sperimentalmente che lo strato superficiale che si forma in seguito al trattamento con SurTec® 650 stabilizza nel tempo le proprietà elettriche della struttura del corpo di sensing. It has been experimentally found that the surface layer that forms following the treatment with SurTec® 650 stabilizes the electrical properties of the sensing body structure over time.

E' possibile effettuare un trattamento con SurTec® 650 che prevede una immersione del sensore nel prodotto. Ciò rende le operazioni di trattamento superficiale assai semplici e rapide e, pertanto, consente di limitare i costi di produzione. It is possible to carry out a treatment with SurTec® 650 which involves immersing the sensor in the product. This makes the surface treatment operations very simple and rapid and, therefore, allows to limit production costs.

Un altro trattamento superficiale utilizzato in concomitanza con il SurTec® 650, oppure in alternativa ad esso, è l'anodizzazione dura. E' stato rilevato sperimentalmente che lo strato superficiale di ossido di alluminio che si forma in seguito al trattamento di anodizzazione non pregiudica le proprietà elettriche del corpo di sensing alle frequenze di lavoro. Another surface treatment used in conjunction with SurTec® 650, or as an alternative to it, is hard anodizing. It has been experimentally found that the surface layer of aluminum oxide formed following the anodizing treatment does not affect the electrical properties of the sensing body at the working frequencies.

Con riferimento alla Figura 10, è mostrato un sensore 2 fissato ad una piastra 54 associata ad una parete 55 di un condotto lungo il quale avanza un prodotto che deve essere esaminato tramite il sensore 2, ad esempio per effettuare misure di proprietà dielettriche, di umidità e/o densità del prodotto. With reference to Figure 10, a sensor 2 is shown fixed to a plate 54 associated with a wall 55 of a duct along which a product advances to be examined by means of the sensor 2, for example to carry out measurements of dielectric properties, of humidity. and / or density of the product.

La parete 55 è provvista di una apertura, non raffigurata, che consente al prodotto di interagire con il sensore 2. The wall 55 is provided with an opening, not shown, which allows the product to interact with the sensor 2.

Il condotto 56 può essere un bunker disposto per ricevere e convogliare un prodotto quale truciolare o fibra, oppure può essere una tramoggia disposta per ricevere e convogliare polveri inerti (ad esempio polveri ceramiche atomizzate). The duct 56 can be a bunker arranged to receive and convey a product such as chipboard or fiber, or it can be a hopper arranged to receive and convey inert powders (for example atomized ceramic powders).

Alla piastra 55 sono associati mezzi riscaldatori 56 disposti per riscaldare la piastra 55 ed il sensore 2 in prossimità di una zona di misura del sensore 2 disposta per interagire con il materiale da esaminare. I mezzi riscaldatori 56 comprendono una pluralità di elementi riscaldanti 66 fissati alla piastra 55. Associated with the plate 55 are heating means 56 arranged to heat the plate 55 and the sensor 2 in proximity to a measuring zone of the sensor 2 arranged to interact with the material to be examined. The heating means 56 comprise a plurality of heating elements 66 fixed to the plate 55.

In particolare, i mezzi riscaldatori 56 comprendono quattro elementi riscaldanti 66 posizionati in prossimità dei vertici della piastra 55. In particular, the heating means 56 comprise four heating elements 66 positioned in proximity to the vertices of the plate 55.

I mezzi riscaldatori 56 mantengono la piastra 55 ed il sensore 2 ad una prefissata temperatura, ad esempio ad una temperatura appartenente all'intervallo 30-70 °C. I mezzi riscaldatori 56 impediscono che il prodotto formi incrostazioni e depositi in prossimità della suddetta zona di misura del sensore 2. The heating means 56 maintain the plate 55 and the sensor 2 at a predetermined temperature, for example at a temperature belonging to the range 30-70 ° C. The heating means 56 prevent the product from forming encrustations and deposits in proximity to the aforementioned measuring zone of the sensor 2.

In particolare, i mezzi riscaldatori 56 mantengono la piastra 55 ed il sensore 2 ad una temperatura uguale o superiore a quella del prodotto, impedendo, in tal modo, che vapore acqueo presente nel prodotto condensi sulla piastra 55 e, impastandosi con il prodotto stesso, crei agglomerati che riducono sensibilmente la sensibilità di misura del sensore 2, o addirittura lo rendono inutilizzabile. In particular, the heating means 56 maintain the plate 55 and the sensor 2 at a temperature equal to or higher than that of the product, thus preventing the water vapor present in the product from condensing on the plate 55 and, by mixing with the product itself, it creates agglomerates which significantly reduce the measurement sensitivity of the sensor 2, or even make it unusable.

In particolare, i mezzi riscaldatori 56 mantengono la piastra 55 ed il sensore 2 ad una temperatura controllata migliorando l'accuratezza di misura. In particular, the heating means 56 maintain the plate 55 and the sensor 2 at a controlled temperature, improving the measurement accuracy.

Con riferimento alla Figura 11, è mostrato un sensore 2 associato ad un fianco 57 di un contenitore 58 disposto per prelevare un materiale da esaminare da un tubo 59. With reference to Figure 11, a sensor 2 is shown associated with a side 57 of a container 58 arranged to take a material to be examined from a tube 59.

Il sensore 2 ed il contenitore 58 sono supportati da un carrello 60 azionato a scorrere su guide 61, tra una posizione di prelievo ed una posizione di riposo, per mezzo di un attuatore 62. The sensor 2 and the container 58 are supported by a trolley 60 operated to slide on guides 61, between a pick-up position and a rest position, by means of an actuator 62.

Quando il carrello 60 è nella posizione di riposo, una spazzola 63, mobile verticalmente, come indicato dalla freccia F, penetra all'interno del contenitore 58 per rimuovere dal fianco 57 eventuali incrostazioni di prodotto che pregiudicherebbero la sensibilità del sensore 2. When the trolley 60 is in the rest position, a vertically movable brush 63, as indicated by the arrow F, penetrates inside the container 58 to remove any product encrustations from the side 57 which would affect the sensitivity of the sensor 2.

Secondo l'invenzione sono previsti una procedura di adattamento in impedenza del sensore 2 ed un dispositivo di adattamento in impedenza del sensore 2. La procedura di adattamento in impedenza del sensore 2 è descritta nel seguito. According to the invention, an impedance matching procedure of the sensor 2 and an impedance matching device of the sensor 2 are provided. The impedance matching procedure of the sensor 2 is described below.

Descrizione del problema Description of the problem

Con riferimento alla Figura 12, una volta effettuata la calibrazione dei cavi, l'impedenza Zsvista dal sensore 2 è 50 Ω mentre l'impedenza misurata dal circuito a radiofrequenze 3 alla porta 1 (Zin) dipende dal prodotto che viene posto davanti al sensore. With reference to Figure 12, once the cables have been calibrated, the impedance Zs seen by sensor 2 is 50 Ω while the impedance measured by the radiofrequency circuit 3 at port 1 (Zin) depends on the product that is placed in front of the sensor.

Il massimo trasferimento di potenza tra circuito e sensore si ha nella condizione di adattamento coniugato: il circuito deve vedere un'impedenza di 50 Ω, mentre il sensore deve vedere verso il circuito un'impedenza Zin<*>complessa coniugata di Zin. The maximum power transfer between the circuit and the sensor occurs in the condition of conjugate adaptation: the circuit must see an impedance of 50 Ω, while the sensor must see a complex Zin conjugate impedance towards the circuit.

Schema della rete di adattamento Scheme of the adaptation network

Con riferimento alla Figura 13, la rete di adattamento che più semplicemente permette di effettuare un adattamento coniugato alla porta 1 del risonatore è un semplice circuito a parametri concentrati in cui si ha una reattanza serie (induttiva o capacitiva) e una suscettanza in parallelo (induttiva o capacitiva). With reference to Figure 13, the matching network that more simply allows to carry out a conjugate adaptation to the gate 1 of the resonator is a simple lumped parameter circuit in which there is a series reactance (inductive or capacitive) and a susceptance in parallel (inductive or capacitive).

Il segnale è portato attraverso una microstriscia (impedenza caratteristica Zc =50 Ω). The signal is carried through a microstrip (characteristic impedance Zc = 50 Ω).

La microstriscia presenta un gap tra i due SMA in cui è possibile inserire il componente SMD in serie; il componente SMD in parallelo viene saldato tra la striscia e il piano di massa (Ground) The microstrip has a gap between the two SMAs in which it is possible to insert the SMD component in series; SMD component in parallel is soldered between the strip and the ground plane (Ground)

Il circuito RF viene collegato all'SMA dal lato Input, mentre l'SMA del lato Output è collegato direttamente con la porta del sensore. The RF circuit is connected to the SMA from the Input side, while the SMA from the Output side is connected directly to the sensor port.

Il circuito equivalente formato da circuito RF, rete di adattamento, sensore è mostrato in Figura 14. The equivalent circuit formed by RF circuit, matching network, sensor is shown in Figure 14.

Gli sfasamenti di input e output all'ingresso e all'uscita della rete di adattamento sono dovuti ai connettori SMA sulla scheda (ed agli adattatori) e alla microstriscia che ha una certa lunghezza. The input and output phase shifts at the input and output of the matching network are due to the SMA connectors on the board (and to the adapters) and to the microstrip that has a certain length.

Ipotizzando che la linea che porta il segnale sia sufficientemente corta da non portare attenuazione di ampiezza, i due sfasamenti possono essere modellati con una linea di trasmissione senza perdite di impedenza caratteristica Zc=50 Ω il cui sfasamento e di facile misurazione con un network analyzer. Assuming that the line carrying the signal is short enough not to bring amplitude attenuation, the two phase shifts can be modeled with a transmission line without loss of characteristic impedance Zc = 50 Ω whose phase shift is easy to measure with a network analyzer.

Nei grafici di cui alle Figure 15 e 16 sono riportati i risultati della misura dello sfasamento di Su alle due porte (poiché la potenza riflessa percorre la striscia due volte, i valori sono il doppio dello sfasamento Δφ cercato). The graphs in Figures 15 and 16 show the results of the measurement of the phase shift of Su at the two gates (since the reflected power runs through the strip twice, the values are double the phase shift Δφ sought).

Data la frequenza di risonanza a cui si vuole adattare si riescono a ricavare i valori di sfasamento di ingresso e uscita. Given the resonance frequency to which one wants to adapt, it is possible to obtain the input and output phase shift values.

Da questi si ricava la lunghezza 1 della linea di trasmissione a 50 Ω equivalente: From these we obtain the length 1 of the transmission line at 50 Ω equivalent:

Procedura di adattamento Adaptation procedure

L'adattamento viene fatto da una frequenza prestabilita (frequenza di risonanza che si ha con il prodotto da adattare) . Si misura il valore dell'impedenza di ingresso a quella frequenza. The adaptation is done by a predetermined frequency (resonance frequency that occurs with the product to be adapted). The value of the input impedance at that frequency is measured.

ESEMPIO: Prodotto X fr = 597,1 MHz ; Zin= 8,67 j25,04 EXAMPLE: Product X fr = 597.1 MHz; Zin = 8.67 j25.04

Con riferimento alle Figure da 17 a 19, i valori di Zseriee Yparallelache permettono l'adattamento sono quelli che portano l'impedenza dal centro della carta di Smith (Punto 1 = 50 Ω) al Punto 2 che rappresenta l'impedenza complessa coniugata è Zin<*>= 8,63 - j25,04. With reference to Figures 17 to 19, the values of Zserie and Yparallel that allow the adaptation are those that bring the impedance from the center of the Smith chart (Point 1 = 50 Ω) to Point 2 which represents the complex conjugate impedance is Zin <*> = 8.63 - j25.04.

Per poter trovare i valori di Zseriee Yparallelaconviene effettuare un de-embedding degli sfasamenti. In order to find the values of Z series and Y parallel, it is advisable to de-embed the phase shifts.

Se la linea di trasmissione è effettivamente a 50 Ω, allora non porta attenuazione al coefficiente di riflessione ma solamente sfasamento. Questo significa che lo spostamento generato dalla linea è uno spostamento in senso orario su una circonferenza centrata nell'origine della carta di Smith (luogo di punti a |S1 | costante). Per questo motivo, poiché il punto 1 si trova esattamente al centro, il primo sfasamento (sfasamento di input) non porta spostamenti sulla carta di Smith. If the transmission line is actually 50 Ω, then it does not bring attenuation to the reflection coefficient but only phase shift. This means that the displacement generated by the line is a clockwise displacement on a circle centered at the origin of the Smith chart (locus of points at | S1 | constant). For this reason, since point 1 is exactly in the center, the first phase shift (input phase shift) does not lead to displacements on the Smith chart.

Il punto 2 è valle dello sfasamento di output, per portarsi a monte dello sfasamento occorre percorrere la circonferenza a |S11 | costante in senso antiorario. A 597,1 MHz lo sfasamento di output vale: Point 2 is downstream of the output phase shift, to go upstream of the phase shift it is necessary to cover the circumference a | S11 | constant counterclockwise. At 597.1 MHz the output phase shift is:

l=0.15568λ l = 0.15568λ

Il punto di arrivo (Punto 3) è sulla circonferenza centrata nel Punto 1 a -0,155λ dal Punto 2 (il segno meno perché si va in senso antiorario). The arrival point (Point 3) is on the circumference centered in Point 1 at -0.155λ from Point 2 (the minus sign because it goes counterclockwise).

A questo punto il problema consiste nello spostarsi dal Punto 1 al Punto 3 attraverso una reattanza serie e una suscettanza parallela. At this point the problem is to move from Point 1 to Point 3 through a series reactance and a parallel susceptance.

Una reattanza serie porta ad uno spostamento sulle circonferenze ad R costante nella carta di Smith delle impedenze, lo spostamento avviene in senso orario se la reattanza è induttiva (ωL), in senso antiorario se è capacitiva( -l/ωC). A series reactance leads to a shift on the circumferences at constant R in the Smith chart of the impedances, the shift occurs clockwise if the reactance is inductive (ωL), counterclockwise if it is capacitive (-l / ωC).

La suscettanza in parallelo invece porta ad uno spostamento sulle circonferenze a G costante nella carta di Smith delle ammettenze, in questo caso lo spostamento avviene in senso orario se la suscettanza è capacitiva (ωC) e in senso antiorario se è induttiva (-l/ωL). The susceptance in parallel instead leads to a shift on the circumferences with constant G in the Smith chart of admittances, in this case the shift occurs clockwise if the susceptance is capacitive (ωC) and counterclockwise if it is inductive (-l / ωL ).

Il Punto 3 ha impedenza Z=204,44-j*173, 48 che corrisponde ad una ammettenza Y=0.0028+j*0,0024. Point 3 has impedance Z = 204.44-j * 173, 48 which corresponds to an admittance Y = 0.0028 + j * 0.0024.

La reattanza serie deve portare uno spostamento sulla circonferenza R=50 Ω fino al Punto 4 che avrà la stessa R del Punto 1 (50 Ω) e stessa G del Punto 3 (0.0028 S). The series reactance must bring a displacement on the circumference R = 50 Ω up to Point 4 which will have the same R of Point 1 (50 Ω) and the same G of Point 3 (0.0028 S).

Il valore della suscettanza in parallelo sarà quello che porterà dal Punto 3 al Punto 4 muovendosi sulla circonferenza a G = 0.0028 S. The value of the susceptibility in parallel will be the one that will bring from Point 3 to Point 4 moving on the circumference at G = 0.0028 S.

La reattanza che porta dal Punto 1 a 4 è una induttanza (movimento in senso orario) pari a 33.2 nH. Dal Punto 4 al Punto 3 si arriva con una capacità in parallelo (movimento in senso orario) che vale 2.5 pF Procedura di adattamento a |S11| = -25dB The reactance leading from Point 1 to 4 is an inductance (clockwise movement) equal to 33.2 nH. From Point 4 to Point 3 we arrive with a capacity in parallel (clockwise movement) which is worth 2.5 pF. Adaptation procedure to | S11 | = -25dB

Con riferimento alla Figura 20, si considera il caso precedente, ma con la differenza che non si vuole adattare a 50 Ω ma si desidera che alla frequenza desiderata (597.1 MHz) il valore di |S11| sia pari ad un valore prefissato (ad esempio di -25 dB), occorre determinare il punto della carta di Smith corrispondente a tale valore. With reference to Figure 20, we consider the previous case, but with the difference that we do not want to adapt to 50 Ω but we want the value of | S11 | at the desired frequency (597.1 MHz) | is equal to a predetermined value (for example -25 dB), it is necessary to determine the point of the Smith chart corresponding to this value.

L' impedenza di ingresso di un circuito è ricavabile a partire dal valore di |S11| e arg(S11): The input impedance of a circuit can be obtained starting from the value of | S11 | and arg (S11):

Se si vuole adattare a |S11l = -25dB = 0.056235 mantenendo il sensore sovra accoppiato si può porre arg(S11) = 90°. If you want to adapt to | S11l = -25dB = 0.056235 while keeping the sensor over coupled you can set arg (S11) = 90 °.

Il valore dell'impedenza sulla carta di Smith del Punto 1 (punto di partenza) sarà: The impedance value on the Smith chart of Point 1 (starting point) will be:

Il punto di partenza dell'adattamento non è più al centro della carta di Smith, perciò anche lo sfasamento introdotto dalla microstriscia in ingresso porterà ad uno spostamento che prima non era stato considerato. Tale spostamento è una rotazione in senso orario sulla circonferenza a |S11| = -25dB. The starting point of the adaptation is no longer in the center of the Smith chart, therefore also the phase shift introduced by the input microstrip will lead to a shift that had not been considered before. This displacement is a clockwise rotation on the circumference a | S11 | = -25dB.

Lo spostamento si calcola dai grafici precedenti: The displacement is calculated from the previous graphs:

A 597,1 MHz lo sfasamento di output vale: At 597.1 MHz the output phase shift is:

/=0.5597λ /=0.5597λ

La rotazione porta al Punto 5 che ha impedenza Z=53,583-j*4,6 Ω. The rotation leads to Point 5 which has impedance Z = 53.583-j * 4.6 Ω.

A questo punto i passaggi sono identici al caso precedente e l'adattamento si ottiene sempre con una L serie e una C parallela per arrivare al Punto 3. Da qui, con lo sfasamento di output si arriva al punto 2 (punto di arrivo). At this point, the steps are identical to the previous case and the adaptation is always obtained with an L series and a parallel C to get to Point 3. From here, with the output phase shift, you get to point 2 (end point).

La procedura di adattamento sopra descritta consente di realizzare un circuito a parametri concentrati, ad esempio un circuito SMD (Surface Mounted Devices), comprendente una reattanza serie (induttiva o capacitiva) e una suscettanza in parallelo (induttiva o capacitiva) tramite il quale l'impedenza alla porta di ingresso del sensore può essere adattata a 50 Ω. E' possibile pertanto corredare il sensore 2 destinato a interagire con un certo numero di materiali - con un gruppo di circuiti a parametri concentrati ciascuno dei quali consente di adattare in impedenza il sensore, quando associato ad un corrispondente materiale. The adaptation procedure described above allows to realize a lumped parameter circuit, for example an SMD (Surface Mounted Devices) circuit, comprising a series reactance (inductive or capacitive) and a parallel susceptance (inductive or capacitive) through which the impedance at the sensor input port can be matched to 50 Ω. It is therefore possible to equip the sensor 2 intended to interact with a certain number of materials - with a group of circuits with concentrated parameters, each of which allows to adapt the sensor in impedance, when associated with a corresponding material.

La procedura di adattamento sopra descritta consente di realizzare dispostivi di adattamento che possono essere associati a sensori a microonde per renderli idonei ad interagire con elevata sensibilità con un certo numero di prodotti aventi proprietà, ad esempio densità e/o umidità, i cui valori appartengono ad un prefissato intervallo, senza che sia necessario intervenire meccanicamente sul sensore per variarne la geometria e, di conseguenza, l'impedenza. The adaptation procedure described above allows to realize adaptation devices that can be associated with microwave sensors to make them suitable for interacting with high sensitivity with a certain number of products having properties, for example density and / or humidity, whose values belong to a predetermined interval, without it being necessary to mechanically intervene on the sensor to vary its geometry and, consequently, its impedance.

La procedura di adattamento sopra descritta, tuttavia, richiede l'esecuzione di numerosi calcoli e la realizzazione pratica dei circuiti a parametri concentrati. The adaptation procedure described above, however, requires the execution of numerous calculations and the practical realization of the lumped-parameter circuits.

Secondo l'invenzione è previsto l'impiego di un dispositivo MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) per l'adattamento in impedenza del sensore a vuoto e caricato con prodotto, per ottimizzare le misure di umidità e densità di bulk. In questo modo la sensibilità di misura viene regolata modificando l'impedenza alle porte del sensore con il solo utilizzo di un circuito di adattamento. Un vantaggio consistente è che gli adattamenti e quindi la regolazione della sensibilità della misura si possono effettuare in linea, il che consente di evitare modifiche complesse sul sensore come quelle meccaniche . According to the invention, the use of a MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) device is envisaged for the impedance matching of the sensor when empty and loaded with product, to optimize the measurements of humidity and bulk density. In this way the measurement sensitivity is adjusted by modifying the impedance at the sensor ports with the sole use of an adaptation circuit. A significant advantage is that the adaptations and therefore the adjustment of the sensitivity of the measurement can be made online, which allows to avoid complex modifications on the sensor such as mechanical ones.

In altre parole, i microinterruttori del dispositivo MEMS vengono commutati con estrema rapidità, fino ad ottenere il valore di impedenza desiderato. In other words, the microswitches of the MEMS device are switched extremely quickly, until the desired impedance value is obtained.

In particolare, il dispositivo può realizzare una rete di adattamento riconfigurabile a componenti discreti utilizzando switches RFMEMS commerciali Teravicta®. Il dispositivo MEMS consente di adattare in impedenza il sensore 2 con estrema semplicità e velocità e senza che il sensore 2 debba essere smontato dall'impianto nel quale esso è installato. In particular, the device can create a reconfigurable adaptation network with discrete components using Teravicta® commercial RFMEMS switches. The MEMS device allows the impedance adaptation of the sensor 2 with extreme simplicity and speed and without the sensor 2 having to be disassembled from the system in which it is installed.

Ciò è particolarmente vantaggioso nel caso di impianti comprendenti un elevato numero di sensori. This is particularly advantageous in the case of systems comprising a large number of sensors.

Sono stati compiuti dei tests su materiale costituito da truciolare e fibra con un sensore associato ad una parete di un bunker lungo il quale il materiale viene fatto avanzare. Tests were carried out on material consisting of chipboard and fiber with a sensor associated with a wall of a bunker along which the material is made to advance.

Sono stati esaminati campioni di materiale aventi quattro diverse umidità (caso A, caso B, caso C e caso D). Samples of material having four different humidity were examined (case A, case B, case C and case D).

La Figura 21 mostra l'andamento di S11in funzione della frequenza quando il sensore non è adattato in impedenza, quando il sensore è adattato in impedenza in assenza di prodotto (cioè in aria), quando il sensore è adattato in impedenza interagendo con il materiale di cui al caso A e quando il sensore è adattato in impedenza interagendo con il materiale di cui al caso D. Figure 21 shows the trend of S11 as a function of frequency when the sensor is not matched in impedance, when the sensor is matched in impedance in the absence of product (i.e. in air), when the sensor is matched in impedance by interacting with the material of in case A and when the sensor is impedance matched by interacting with the material in case D.

La Figura 22 mostra le carte di Smith corrispondenti ai digrammi di Figura 21. Figure 22 shows the Smith cards corresponding to the diagrams of Figure 21.

La Figura 23 mostra la rete di adattamento per il caso A, mentre la Figura 24 mostra la rete di adattamento per il caso D. Figure 23 shows the adaptation network for case A, while Figure 24 shows the adaptation network for case D.

Con riferimento alla Figura 25, è mostrato un apparato di misura 1 comprendente un sensore a microonde 2 ed un circuito a radiofrequenze 3 mezzi a circuito a radiofrequenze collegati al sensore a microonde 2 e provvisti di mezzi di trasmissione 71 e di mezzi di ricezione 72. With reference to Figure 25, a measuring apparatus 1 is shown comprising a microwave sensor 2 and a radiofrequency circuit 3 radiofrequency circuit means connected to the microwave sensor 2 and provided with transmission means 71 and reception means 72.

I mezzi di ricezione 72 comprendono un dispositivo di ricezione 73, un terminale 74 collegato ad una porta 75 (Porta 1) del sensore 2 e disposto per rilevare il parametro S11ed un ulteriore terminale 76 collegato ad una ulteriore porta 77 (Porta 2) del sensore 2 e disposto per rilevare il parametro S22. The receiving means 72 comprise a receiving device 73, a terminal 74 connected to a port 75 (Port 1) of the sensor 2 and arranged to detect the parameter S11 and a further terminal 76 connected to a further port 77 (Port 2) of the sensor 2 and arranged to detect the parameter S22.

L'apparato di misura comprende inoltre un cireolatore 5 collegato ai mezzi di trasmissione 71, al terminale 74 ed alla porta 76 ed un commutatore 70 disposto per collegare alternativamente il dispositivo di ricezione 73 con il terminale 74 o con l'ulteriore terminale 75. II commutatore può comprendere un RF MEMS coaxial switch. The measuring apparatus further comprises a cyreulator 5 connected to the transmission means 71, to the terminal 74 and to the gate 76 and a switch 70 arranged to alternatively connect the receiving device 73 with the terminal 74 or with the further terminal 75. II switch may include an RF MEMS coaxial switch.

Il commutatore 70 consente di effettuare una misura più accurata sul prodotto. The switch 70 allows to make a more accurate measurement on the product.

In particolare il commutatore 70 consente di ottenere una risposta che sia una combinazione, ad esempio lineare, di S11e di S21. In particular, the switch 70 allows to obtain a response which is a combination, for example linear, of S11 and S21.

Secondo l'invenzione è inoltre prevista una procedura di calibrazione, cioè una procedura che consente di mettere in relazione valori di grandezze dielettriche del materiale 2 misurate con il sensore 2 con proprietà del materiale quali la densità e/o il grado di umidità. According to the invention, a calibration procedure is also provided, ie a procedure which allows to relate values of dielectric quantities of the material 2 measured with the sensor 2 with properties of the material such as density and / or degree of humidity.

La procedura di calibrazione del sensore è qui di seguito descritta. The sensor calibration procedure is described below.

La calibrazione del sensore avviene in laboratorio e si divide in tre fasi distinte. Sensor calibration takes place in the laboratory and is divided into three distinct phases.

FASE 1: CARATTERIZZAZIONE DEL MATERIALE PHASE 1: MATERIAL CHARACTERIZATION

1. Determinazione dell'intervallo di umidità e densità da monitorare; 1. Determination of the humidity and density range to be monitored;

2. Misure in laboratorio su 3÷4 campioni di materiale con umidità distribuita all'interno dell'intervallo scelto; 2. Measurements in the laboratory on 3 ÷ 4 samples of material with humidity distributed within the chosen interval;

3. Misure in laboratorio sugli stessi campioni generando dove possibile delle variazioni di densità del prodotto oppure selezionando campioni a diverse densità; 3. Measurements in the laboratory on the same samples, generating, where possible, variations in the density of the product or selecting samples with different densities;

4. Per ogni misura è possibile associare ad un valore di umidità e densità i valori a microonde misurati dal sensore; 4. For each measurement it is possible to associate the microwave values measured by the sensor to a humidity and density value;

5. Analisi dei dati tramite simulazioni di CST Microwave Studio<®>per associare ad ogni misura il valore corrispondente di costante dielettrica e tangente di perdita: viene salvata in formato touchstone la riposta del sensore, viene importata nel simulatore che ha il compito di trovare la coppia (ε', tanD [cioè il rapporto ε''/ε']) tale che la risposta simulata sia il più possibile analoga alla risposta misurata. 5. Data analysis through simulations of CST Microwave Studio <®> to associate the corresponding value of dielectric constant and loss tangent to each measurement: the response of the sensor is saved in touchstone format, it is imported into the simulator which has the task of finding the pair (ε ', tanD [ie the ratio ε' '/ ε']) such that the simulated response is as similar as possible to the measured response.

FASE 2 : CARATTERIZZAZIONE DEL SENSORE PHASE 2: CHARACTERIZATION OF THE SENSOR

6. Determinazione degli intervalli di (ε', tanD) corrispondenti alle variazioni massime di umidità e densità che il processo produttivo indurrà sul prodotto; 6. Determination of the intervals of (ε ', tanD) corresponding to the maximum variations in humidity and density that the production process will induce on the product;

7. Mappatura tramite simulazioni parametriche di CST Microwave Studio<®>delle variazioni che il sensore vedrà misurando il prodotto; 7. Mapping through parametric simulations of CST Microwave Studio <®> of the variations that the sensor will see when measuring the product;

8. Per ogni coppia (ε', tanD) è possibile associare i corrispondenti valori dei parametri a microonde. 8. For each pair (ε ', tanD) it is possible to associate the corresponding values of the microwave parameters.

FASE 3 : ANALISI DEI DATI PHASE 3: DATA ANALYSIS

9. Studio del legame tra (ε', tanD), Umidità (M%) e Densità (p) per il prodotto considerato 9. Study of the link between (ε ', tanD), Moisture (M%) and Density (p) for the considered product

10. Determinazione delle relazioni: 10. Determination of relationships:

M% = F(ε',ε ") M% = F (ε ', ε ")

p = G(ε',ε") p = G (ε ', ε ")

11. Studio del legame tra (ε',ε ") e parametri a microonde del sensore; 11. Study of the link between (ε ', ε ") and microwave parameters of the sensor;

12. Determinazione delle relazioni: 12. Determination of relationships:

ε'= H(fr,bw,A,r0) ε '= H (fr, bw, A, r0)

ε"=K(fr,bwA,ra) ε "= K (fr, bwA, ra)

Questo procedimento permette di ottenere una calibrazione che può essere trasportabile da sensore a sensore (anche se non appartenenti alla stessa famiglia). Infatti la FASE l e i punti 9 e 10 della FASE 3 sono comuni a tutti i sensori e dipendono solamente dal prodotto. This procedure allows to obtain a calibration that can be transportable from sensor to sensor (even if not belonging to the same family). In fact, PHASE 1 and points 9 and 10 of PHASE 3 are common to all sensors and depend solely on the product.

Le Figure da 26 a 28 contengono alcune tabelle ottenute applicando sperimentalmente la FASE 1 della procedura di calibrazione sopra descritta. Figures 26 to 28 contain some tables obtained by experimentally applying PHASE 1 of the calibration procedure described above.

Le Figure da 29 a 33 contengono alcuni grafici, costruiti utilizzando i dati della tabella di cui alla Figura 28. Figures 29 to 33 contain some graphs, constructed using the data from the table in Figure 28.

Una volta messa a punto la procedura di calibrazione, il sensore 2 può essere utilizzato come uno strumento che effettua indagini non distruttive su materiali per misurare i valori di alcune proprietà. Once the calibration procedure has been set up, sensor 2 can be used as an instrument that carries out non-destructive investigations on materials to measure the values of some properties.

In particolare, le indagini possono essere effettuate su quantità significative di materiale, il che consente di minimizzare gli errori. In particular, investigations can be carried out on significant quantities of material, which allows to minimize errors.

In particolare, utilizzando quantità considerevoli di materiale è possibile minimizzare le variazioni e le disomogeneità dovute all'aria presente nel prodotto. In particular, by using considerable quantities of material it is possible to minimize variations and inhomogeneities due to the air present in the product.

Claims

CLAIMS 1. Sensor, comprising a microwave resonator (2), radio frequency circuit means (3) connected to said microwave resonator (2), gate means through which said radio frequency circuit means (3) feed said resonator to microwaves (2), said microwave resonator having an impedance having a value depending on a product to be examined, characterized in that said gate means is associated with an impedance adapter device shaped in such a way that said radio frequency circuit means ( 3) encounter an impedance of said microwave resonator (2) having a further value different from said value.

2. Sensor according to claim 1, wherein said impedance adapting device comprises a lumped parameter circuit.

3. Sensor according to claim 2, wherein said lumped parameter circuit comprises a Surface Mounted Devices (SMD) circuit.

Sensor according to one of the preceding claims, wherein said adaptation device comprises a MEMS (Micro-Electro-Mechanical-Systems) device.

5. Sensor according to claim 4, wherein said MEMS device comprises a reconfigurable matching network with discrete components provided with RF MEMS switches.

Sensor according to one of claims 1 to 5, and further comprising power supply means (14; 36) through which said radiofrequency circuit means (3) feed said microwave resonator (32), said power supply means (14 ; 36) comprising a first element (16; 38) and a second element (17; 39) mutually distinct and cooperating to define loop means (15; 37) for the current supply of said microwave resonator (3).

Sensor according to claim 6, wherein said first element (16; 38) comprises a launcher (19; 40).

8. Sensor according to claim 7, wherein said launcher is of the SMA type.

9. Sensor according to claim 7, wherein said launcher is of type N.

Sensor according to one of claims 6 to 9, wherein said second element (17; 39) comprises a bar (20; 46) extending from a head (21; 47) provided with a threaded portion (22; 48).

Sensor according to one of claims 6 to 10, wherein said first element (38) and said second element (39) are arranged transversely with respect to each other to define said coil means (37) in a cylindrical resonator.

Sensor according to claim 11, wherein said first element (38) extends from a portion (29) of casing means (90) of said cylindrical resonator through a cavity (31) identified by said casing means (90) and penetrates into hole means (45) formed in a further portion (30) of said casing means (90), opposite to said portion (29).

13. Sensor according to claim 12, wherein said second element (39) extends through a seat obtained in said further portion (30), said seat opening into said hole means (45) in such a way that said second element (39 ) interacts with said first element (38).

Sensor according to claim 11 or 12, and further comprising dielectric means (32) received in said housing means (91).

Sensor according to claim 14, wherein said first element (38) extends through further hole means (43) formed in said dielectric means (32).

Sensor according to one of claims 6 to 10, wherein said first element (16) and said second element (17) are arranged substantially parallel to each other and are mutually interconnected by a third element (18) to define said coil means (15) in an open end coaxial resonator.

Sensor according to claim 16, wherein said first element (16) and said second element (17) extend from a wall (9) of housing means (90) of said open end coaxial resonator opposite to a zone ( 11) arranged to interact with a material to be examined.

18. Sensor according to claim 17, wherein said third element (18) is received internally of said housing means (90).

19. Sensor according to one of claims 16 to 18, wherein said third element (18) comprises a crosspiece (24) having a first end (25) associated with a tip region (26) of said first element (16) and a second end (27) associated with a further tip region (28) of said second element (17).

20. Sensor according to claim 19, wherein said cross member (24) comprises, at said first end (25), a first hole arranged to receive said tip area (26) and, at said second end (27) ), a second hole arranged to receive said further tip region (28).

Sensor according to one of claims 6 to 10, wherein said microwave resonator (2) comprises envelope means (90) and dielectric means (32) received in cavity means (31) of said envelope means (90 ), said feeding means (36) comprising a feeding element (91) shaped in such a way as to extend from a first zone (29) of said casing means (90) to a second zone (30) of said casing means (90) through said dielectric means (32).

Sensor according to claim 21, wherein said power supply element (91) cooperates with said casing means (90) to define coil means (92) for the current supply of a cylindrical resonator.

23. Sensor according to claim 21, or 22, wherein said feed element (91) comprises a launcher (93).

24. Sensor according to claim 23, wherein said launcher is of the SMA type.

25. Sensor according to claim 23, wherein said launcher is of type N.

Sensor according to one of claims 21 to 25, wherein said feed element (91) comprises a tip region (97) received in hole means (98) formed in said second portion (30).

Sensor according to claim 26, wherein said tip region (97) is made of an electrically conductive material.

28. Sensor according to one of claims 21 to 27, wherein said supply element (91) comprises a body (94) passing through further hole means (95) obtained in said first portion (29) and through still further means to hole (96) obtained in said dielectric means (32).

29. Sensor according to claim 28, wherein said body (94) is made of electrically insulating material.

30. Sensor according to claim 14, or 15, or according to one of claims 21 to 29, wherein said dielectric means (32) comprise a first dielectric element (52) made of a first material and a second dielectric element made of a second material (53).

31. Sensor according to claim 30, wherein said first dielectric means comprise first ring means (52) and said second dielectric means comprise second ring means (53) arranged substantially coaxially.

32. Sensor according to claim 31, wherein said second ring means (53) has an internal diameter substantially corresponding to an external diameter of said first ring means (52), so that said ring means (52) surrounds said further ring means (53).

33. Sensor according to claim 31, or 32, wherein said first ring means (52) have a height substantially equal to a further height of said further ring means (53).

34. Sensor according to one of claims 30 to 33, wherein said first ring means (52) are made of alumina (Al2O3).

Sensor according to one of claims 30 to 34, wherein said second ring means (53) are made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

Sensor according to one of the preceding claims, wherein said radio frequency circuit means (3) are provided with transmitting means (71) and receiving means (72), said receiving means comprising a receiving device (73) , a terminal 74 arranged to detect a signal (Su) coming from a gate (75) of said microwave resonator (2) and indicative of a power reflected by said microwave resonator (2) and a further terminal (76) arranged to detecting a further signal (S21) coming from a further gate (77) of said microwave resonator (2) and indicative of a power transmitted through said microwave resonator (2).

37. Sensor according to claim 36, and further comprising a circulator (5) connected to said transmission means (71), to said terminal (74) and to said door (75), and a switch (70) arranged to alternatively connect said receiving device (73) with said terminal (74) or with said further terminal (76).

A sensor according to claim 37, wherein said switch (70) comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch).

39. Sensor according to one of the preceding claims, and further comprising an area associated with a portion (57) of container means (58) suitable for receiving a product intended to interact with said microwave resonator (2) and cleaning means (63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

40. Sensor according to claim 39, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operative position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said means containers (58) interact with said cleaning means (63). 4411 ..

Sensor according to claim 40, wherein said moving means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along means guide (61). 4422 ..

Sensor according to one of claims 39 to 41, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion ( 57). 4433 ..

Use of a MEMS device in a sensor as a means for adapting to a predetermined value an impedance detected by radiofrequency circuit means (3) feeding a microwave resonator (2).

Use of a heating device (56) in a sensor as an anti-adhesion medium to prevent a product to be examined from adhering to a measuring zone of a microwave resonator (2).

Use according to claim 44, wherein said sensor is associated with a bunker for the containment and handling of shredded wooden material.

46. Sensor, comprising a microwave resonator (2), radio frequency circuit means (3) connected to said microwave resonator (2), power supply means (14; 36) through which said radio frequency circuit means (3 ) feed said microwave resonator (32), characterized in that said feeding means (14; 36) comprise a first element (16; 38) and a second element (17; 39) mutually distinct and cooperating to define loop means ( 15; 37) for the current supply of said microwave resonator (3).

47. Sensor according to claim 46, wherein said first element (16; 38) comprises a launcher (19; 40).

48. Sensor according to claim 47, wherein said launcher is of the SMA type.

49. Sensor according to claim 47, wherein said launcher is of type N.

50. Sensor according to one of claims 46 to 49, wherein said second element (17; 39) comprises a bar (20; 46) extending from a head (21; 47) provided with a threaded portion (22; 48).

51. Sensor according to one of claims 46 to 50, wherein said first element (38) and said second element (39) are arranged transversely with respect to each other to define said coil means (37) in a cylindrical resonator.

52. Sensor according to claim 51, wherein said first element (38) extends from a portion (29) of casing means (90) of said cylindrical resonator through a cavity (31) identified by said casing means (90) and penetrates into hole means (45) formed in a further portion (30) of said casing means (90), opposite to said portion (29).

53. Sensor according to claim 52, wherein said second element (39) extends through a seat obtained in said further portion (30), said seat opening into said hole means (45) so that said second element (39 ) interacts with said first element (38).

54. Sensor according to claim 52 or 53, and further comprising dielectric means (32) received in said housing means (91).

55. Sensor according to claim 54, wherein said first element (38) extends through further hole means (43) formed in said dielectric means (32).

56. Sensor according to one of claims 46 to 50, wherein said first element (16) and said second element (17) are arranged substantially parallel to each other and are mutually interconnected by a third element (18) to define said coil means (15) in an open end coaxial resonator.

57. Sensor according to claim 56, wherein said first element (16) and said second element (17) extend from a wall (9) of casing means (90) of said open end coaxial resonator opposite to a zone ( 11) arranged to interact with a material to be examined.

58. Sensor according to claim 57, wherein said third element (18) is received internally of said housing means (90).

59. Sensor according to one of claims 56 to 58, wherein said third element (18) comprises a crosspiece (24) having a first end (25) associated with a tip region (26) of said first element (16) and a second end (27) associated with a further tip region (28) of said second element (17).

60. Sensor according to claim 59, wherein said cross member (24) comprises, at said first end (25), a first hole arranged to receive said tip area (26) and, at said second end (27) ), a second hole arranged to receive said further tip region (28).

61. Sensor according to claim 54, or 55, wherein said dielectric means (32) comprise a first dielectric element (52) made of a first material and a second dielectric element made of a second material (53)

62. Sensor according to claim 61 wherein said first dielectric means comprise first ring means (52) and said second dielectric means comprise second ring means (53) arranged substantially coaxially.

63. Sensor according to claim 62, wherein said second ring means (53) has an internal diameter substantially corresponding to an external diameter of said first ring means (52), so that said ring means (52) surrounds said further ring means (53).

64. Sensor according to claim 62, or 63, wherein said first ring means (52) have a height substantially equal to a further height of said further ring means (53).

65. Sensor according to one of claims 61 to 64, wherein said first ring means (52) are made of alumina (α1203).

66. Sensor according to one of claims 61 to 65, wherein said second ring means (53) are made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

67. Sensor according to one of claims 46 to 66, wherein said radio frequency circuit means (3) are provided with transmitting means (71) and receiving means (72), said receiving means comprising a receiving device (73), a terminal 74 arranged to detect a signal (Su) coming from a gate (75) of said microwave resonator (2) and indicative of a power reflected by said microwave resonator (2) and a further terminal (76 ) arranged to detect a further signal (S2i) coming from a further gate (77) of said microwave resonator (2) and indicative of a power transmitted through said microwave resonator (2).

68. Sensor according to claim 67, and further comprising a circuit controller (5) connected to said transmission means (71), to said terminal (74) and to said gate (75), and a switch (70) arranged to alternatively connect said receiving device (73) with said terminal (74) or with said further terminal (76).

69. Sensor according to claim 68, wherein said switch (70) comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch).

70. Sensor according to one of claims 46 to 69, and further comprising an area associated with a portion (57) of container means (58) adapted to receive a product intended to interact with said microwave resonator (2) and cleaning means (63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

71. Sensor according to claim 70, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operative position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said means containers (58) interact with said cleaning means (63).

72. Sensor according to claim 71, wherein said moving means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along guide means (61).

73. Sensor according to one of claims 70 to 72, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion (57).

74. Sensor, comprising a microwave resonator (2) provided with envelope means (90) and dielectric means (32) received in cavity means (31) of said envelope means (90), radio frequency circuit means (3) connected to said microwave resonator (2), power supply means (36) through which said radiofrequency circuit means (3) feed said microwave resonator (2), characterized in that said power supply means (36) comprise a power supply element (91) shaped in such a way as to extend from a first zone (29) of said casing means (90) to a second zone (30) of said casing means (90) through said dielectric means ( 32).

75. Sensor according to claim 74, wherein said power element (91) cooperates with said casing means (90) to define loop means (92) for the current supply of a cylindrical resonator.

76. Sensor according to claim 74, or 75, wherein said feed member (91) comprises a launcher (93).

77. Sensor according to claim 76, wherein said launcher is of the SMA type.

78. Sensor according to claim 76, wherein said launcher is of type N.

79. Sensor according to one of claims 74 to 78, wherein said feed element (91) comprises a tip region (97) received in hole means (98) formed in said second portion (30).

80. Sensor according to claim 79, wherein said tip region (97) is made of an electrically conductive material.

81. Sensor according to one of claims 74 to 80, wherein said supply element (91) comprises a body (94) passing through further hole means (95) obtained in said first portion (29) and through still further means to hole (96) made in said dielectric means (32).

82. Sensor according to claim 81, wherein said body (94) is made of electrically insulating material.

83. Sensor according to one of claims 74 to 82, wherein said dielectric means (32) comprise a first dielectric element (52) made of a first material and a second dielectric element made of a second material (53).

84. Sensor according to claim 83, wherein said first dielectric means comprise first ring means (52) and said second dielectric means comprise second ring means (53) arranged substantially coaxially.

85. Sensor according to claim 84, wherein said second ring means (53) has an internal diameter substantially corresponding to an external diameter of said first ring means (52), so that said ring means (52) surrounds said further ring means (53).

86. Sensor according to claim 84, or 85, wherein said first ring means (52) have a height substantially equal to a further height of said further ring means (53).

87. Sensor according to one of claims 83 to 86, wherein said first ring means (52) are made of alumina (Al203).

88. Sensor according to one of claims 83 to 87, wherein said second ring means (53) are made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

89. Sensor according to one of claims 74 to 88, wherein said radio frequency circuit means (3) are provided with transmitting means (71) and receiving means (72), said receiving means comprising a receiving device (73), a terminal 74 arranged to detect a signal (Su) coming from a gate (75) of said microwave resonator (2) and indicative of a power reflected by said microwave resonator (2) and a further terminal (76 ) arranged to detect a further signal (S21) coming from a further gate (77) of said microwave resonator (2) and indicative of a power transmitted through said microwave resonator (2).

90. Sensor according to claim 89, and further comprising a circuit controller (5) connected to said transmission means (71), to said terminal (74) and to said gate (75), and a switch (70) arranged to alternatively connect said receiving device (73) with said terminal (74) or with said further terminal (76).

91. Sensor according to claim 90, wherein said switch (70) comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch).

92. Sensor according to one of claims 74 to 91, and further comprising an area associated with a portion (57) of container means (58) adapted to receive a product intended to interact with said microwave resonator (2) and cleaning means (63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

93. Sensor according to claim 92, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operative position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said means containers (58) interact with said cleaning means (63).

94. Sensor according to claim 93, wherein said moving means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along guided means (61).

95. Sensor according to one of claims 92 to 94, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion (57).

96. Sensor, comprising a microwave resonator (2), radio frequency circuit means (3) connected to said microwave resonator, said microwave resonator comprising envelope means (29, 30) inside which dielectric means ( 32), characterized in that said dielectric means (32) comprise a first dielectric element (52) made of a first material and a second dielectric element made of a second material (53).

97. Sensor according to claim 1, wherein said first dielectric means comprise first ring means (52) and said second dielectric means comprise second ring means (53) arranged substantially coaxially.

98. Sensor according to claim 2, wherein said second ring means (53) has an internal diameter substantially corresponding to an external diameter of said first ring means (52), so that said ring means (52) surrounds said further ring means (53).

99. Sensor according to claim 2, or 3, wherein said first ring means (52) have a height substantially equal to a further height of said further ring means (53).

100. Sensor according to one of claims 1 to 4, wherein said first ring means (52) are made of alumina (AI2O3).

101. Sensor according to one of claims 1 to 5, wherein said second ring means (53) are made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

102. Sensor according to one of claims 96 to 101, wherein said radio frequency circuit means (3) are provided with transmitting means (71) and receiving means (72), said receiving means comprising a receiving device (73), a terminal 74 arranged to detect a signal (Su) coming from a gate (75) of said microwave resonator (2) and indicative of a power reflected by said microwave resonator (2) and a further terminal (76 ) arranged to detect a further signal (S21) coming from a further gate (77) of said microwave resonator (2) and indicative of a power transmitted through said microwave resonator (2).

103. Sensor according to claim 102, and further comprising a circuit controller (5) connected to said transmission means (71), to said terminal (74) and to said port (75), and a switch (70) arranged to alternatively connect said receiving device (73) with said terminal (74) or with said further terminal (76).

A sensor according to claim 103, wherein said switch (70) comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch).

105. Sensor according to one of claims 96 to 104, and further comprising an area associated with a portion (57) of container means (58) adapted to receive a product intended to interact with said microwave resonator (2) and cleaning means (63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

106. Sensor according to claim 105, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operating position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said means containers (58) interact with said cleaning means (63)

107. Sensor according to claim 106, wherein said moving means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along guide means (61).

108. Sensor according to one of claims 105 to 107, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion (57).

109. Sensor, comprising a microwave resonator (2), radio frequency circuit means (3) connected to said microwave resonator and provided with transmitting means (71) and receiving means (72), said receiving means comprising a receiving device (73), a terminal 74 arranged to detect a signal (Su) coming from a gate (75) of said microwave resonator (2) and indicative of a power reflected by said microwave resonator (2) and a further terminal (76) arranged to detect a further signal (S21) coming from a further gate (77) of said microwave resonator (2) and indicative of a power transmitted through said microwave resonator (2), a cyreolator (5) connected to said transmission means (71), to said terminal (74) and to said gate (75), and a switch (70) arranged to alternatively connect said receiving device (73) with said terminal (74) or with said further terminal (76).

A sensor according to claim 109, wherein said switch (70) comprises a MEMS coaxial switch (RF MEMS coaxial switch).

111. Sensor according to claim 109, or 110, and further comprising an area associated with a portion (57) of container means (58) adapted to receive a product intended to interact with said microwave resonator (2) and cleaning means ( 63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

112. Sensor according to claim 111, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operative position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said means containers (58) interact with said cleaning means (63).

113. Sensor according to claim 112, wherein said moving means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along guide means (61).

114. Sensor according to one of claims 111 to 113, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion (57).

115. Measuring apparatus, comprising a resonant microwave sensor (2) associated with a portion (57) of container means (58) suitable for receiving a product intended to interact with said resonant microwave sensor (2), characterized in that it comprises cleaning means (63) arranged to remove accumulations of said material from said portion (57).

116. Measuring apparatus according to claim 115, and further comprising movement means arranged to move said container means (58) between an operating position, in which said container means (58) receive said material, and a rest position, in which said container means (58) container means (58) interact with said cleaning means (63).

117. Apparatus according to claim 116, wherein said handling means (62) comprise carriage means (60) supporting said container means (58) and actuator means (62) arranged to actuate said carriage means (60) to slide along guide means (61).

118. Apparatus according to one of claims 115 to 117, wherein said cleaning means comprise brush means (6) and further movement means arranged to move said brush means (63) towards and loosening from said portion (57).