MCA Strumentazione Industriale – Guide tecniche · Acquisto capacitivi
Guida pratica in 6 step decisionali con tabelle comparative, checklist e codici prodotto MCA — dalla domanda iniziale al sensore concreto in poche scelte
Hai capito che ti serve un sensore di livello capacitivo per la tua applicazione (se non l'hai ancora deciso, parti dalla guida al principio di funzionamento e dal confronto con altre tecnologie). Ora la domanda è: quale modello esatto serve?
Il catalogo MCA dei capacitivi copre una gamma molto ampia: livellostati a soglia, trasmettitori 4-20 mA, sonde nude per dielettrici, sonde rivestite PTFE per conduttivi, configurazioni coassiali, materiali inox/PVDF, attacchi standardizzati e sanitari. Questa guida ti porta dal punto "ho un'applicazione" al codice articolo concreto in 6 step decisionali. Alla fine troverai una checklist riepilogativa e una scorciatoia per i 4 scenari più frequenti.
È la prima e più importante decisione: sonda nuda o sonda rivestita PTFE
Diversamente dal livellostato conduttivo (che funziona solo con liquidi conduttivi), il sensore capacitivo funziona con quasi tutti i liquidi industriali. La scelta tecnica però cambia in base alla natura elettrica del liquido. Questa è la prima domanda da risolvere:
| Liquido | Tipo elettrico | Sonda da usare | Motivo tecnico |
|---|---|---|---|
| Oli idraulici, motore, lubrificanti | Dielettrico | Nuda | Il liquido stesso è isolante e fa da dielettrico |
| Gasolio, benzina, kerosene | Dielettrico | Nuda | Idrocarburi non conducono: nuda ottimizza il segnale |
| Solventi organici (toluene, xilene, acetone) | Dielettrico | Nuda | Isolanti elettrici naturali, εr=2-25 |
| Alcoli anidri (etanolo, isopropanolo puri) | Dielettrico | Nuda | Senza acqua sono dielettrici (εr=18-33) |
| GPL liquido (propano, butano) | Dielettrico | Nuda + alta sensibilità | εr≈1,5: rilevazione marginale, serve modello dedicato |
| Acqua di rete, pozzo, mare, reflue | Conduttivo | PTFE | Conducono elettricità: sonda nuda creerebbe cortocircuito |
| Soluzioni acquose (acidi, basi, sali) | Conduttivo | PTFE | Alta conducibilità ionica: PTFE obbligatorio |
| Latte, vino, birra, succhi | Conduttivo | PTFE | Sali minerali e ioni: conduzione effettiva |
| Acqua demineralizzata, osmotizzata | Conduttivo* | PTFE | Conducibilità marginale ma cresce con CO₂ |
| Acqua per iniezione WFI, ultrapura | Conduttivo* | PTFE USP Class VI | Conducibilità bassa ma PTFE per sicurezza GMP |
*Nota: per acque ad alta purezza la classificazione tecnica è "debolmente conduttiva" — la conducibilità è bassa ma non zero, e cresce nel tempo per assorbimento di CO₂. Si raccomanda sempre PTFE per sicurezza.
Questa scelta semplifica tutti gli step successivi. Approfondisci nel pillar principio.
ON/OFF semplice oppure misura proporzionale 4-20 mA
Il capacitivo permette due modalità completamente diverse di lavoro. Per scegliere la giusta serve solo capire cosa deve fare il sensore nel tuo impianto:
| Caso d'uso | Livellostato soglia (ON/OFF) | Trasmettitore continuo (4-20 mA) |
|---|---|---|
| Allarme troppo pieno cisterna | Consigliato | Sovradimensionato |
| Marcia a secco di pompa | Consigliato | Sovradimensionato |
| Comando pompa con isteresi min/max | OK (2 soglie) | OK |
| Controllo continuo livello processo | Non adatto | Obbligatorio |
| Inventory management cisterna | Non adatto | Obbligatorio |
| Integrazione SCADA / telemetria | Solo eventi | Standard |
| Totalizzazione consumi cisterna gasolio | Non possibile | Funzionalità chiave |
Il 70% delle applicazioni industriali ha bisogno solo di allarmi ON/OFF. Passa al trasmettitore solo se serve effettivamente il valore numerico del livello.
La εr determina la sensibilità necessaria e i casi limite
La costante dielettrica εr del liquido è il parametro fisico che determina quanto è "forte" il segnale del sensore. Più alta è la εr rispetto all'aria (εr≈1), più affidabile la rilevazione. Tutti i liquidi industriali standard hanno εr ≥ 2, quindi rilevabili.
| Range εr | Esempi liquidi | Sensibilità | Note |
|---|---|---|---|
| εr > 20 | Acqua, alcoli, glicoli, soluzioni acquose | Standard | Segnale fortissimo |
| εr = 3-20 | Oli vegetali, vernici, solventi medi | Standard | Segnale buono |
| εr = 2-3 | Oli minerali, gasolio, jet fuel, kerosene | Standard buono | Segnale medio stabile |
| εr = 1,5-2 | Benzina, GPL liquido, idrocarburi leggeri | Alta sensibilità | Modelli dedicati |
| εr < 1,5 | Gas liquefatti criogenici, fluidi speciali | Non adatto | Tecnologie alternative |
La εr di molti liquidi varia con la temperatura. Esempio: l'acqua passa da εr=80 a 20°C a εr=56 a 100°C (variazione del 30%). Per applicazioni con grandi escursioni termiche (stoccaggio WFI a caldo, processi industriali caldi) servono modelli con compensazione automatica. Per applicazioni a temperatura costante non è necessaria.
Acqua: 80 · Glicerina: 42 · Glicole: 37 · Etanolo: 25 · Acetone: 21 · Vino: 40-70 · Latte: 60-70 · Olio motore: 2,1-2,4 · Gasolio: 2,1 · Benzina: 2,0 · GPL: 1,5-1,7
Dalla resistenza chimica alla certificazione GMP, dipende dal settore
I sensori capacitivi industriali hanno tipicamente tre famiglie di materiali principali. La scelta dipende dal settore di applicazione e dalle certificazioni richieste:
| Materiale corpo | Lucidatura | Settore d'elezione | Prezzo |
|---|---|---|---|
| Acciaio inox AISI 316 | Standard industriale | Industria generale, oli, gasolio, soluzioni standard | €€ medio |
| Acciaio inox AISI 316L | Ra ≤ 0,8 µm | Food generico, bevande, beverage standard | €€€ medio-alto |
| AISI 316L super-lucidato | Ra ≤ 0,4 µm | Pharma WFI/PW, biotech, GMP audit | €€€€ alto |
| PVDF (Kynar) | — | Semiconduttori UPW SEMI F63 | €€€€ premium |
| Hastelloy / Titanio | — | Acidi forti caldi, acque regie | Premium su richiesta |
I costi crescono progressivamente. Per applicazioni industriali generaliste un AISI 316 standard è perfetto.
Filettato, sanitario, flangia, coassiale per serbatoi non metallici
L'attacco al processo dipende dal bocchello disponibile sul serbatoio o dallo standard del settore. La configurazione include anche la scelta tra sonda diritta o coassiale:
| Attacco | Dimensioni tipiche | Settore | Note |
|---|---|---|---|
| Filettato GAS (BSP) | 1/2", 3/4", 1", 1"1/2, 2" | Industria generale, processo, cisterne fisse | Più diffuso |
| Tri-Clamp / DIN 32676 | 1/2"-2" | Food/Pharma moderno, birrifici | Smontaggio rapido |
| DIN 11851 | DN25-DN80 | Lattiero-caseario italiano | Filettato con girella |
| DIN 11864-3 asettico | DN25-DN50 | Pharma WFI, biotech | Drenabilità totale |
| Flangia EN 1092 / ANSI | DN25-DN100 | Cisterne grandi, pressione | Bullonatura robusta |
| NPT | 1/2"-2" | Export USA, petrolchimico | Filettato americano |
| M12 / DIN 43650 | Compatto | Applicazioni compatte | Solo connettore elettrico |
Combinato con materiali e attacco, hai quasi tutta la configurazione del codice articolo.
Geometria fisica + procedura di calibrazione zero/span
La sonda deve arrivare dalla quota del bocchello fino alla quota dove si vuole l'intervento ON/OFF.
Altezza serbatoio: 250 cm. Bocchello superiore filettato 1" GAS. Allarme troppo pieno a 230 cm dal fondo.
Distanza dal bocchello = 250 − 230 = 20 cm = lunghezza sonda.
Codice: livellostato capacitivo nuda, 20 cm, filettato 1" GAS.
La sonda deve coprire tutta l'altezza utile del serbatoio. Lascia 20-30 mm di sicurezza sul fondo.
Altezza serbatoio: 300 cm. Bocchello sanitario DN50 Tri-Clamp. Misura continua da 0% a 100%.
Lunghezza sonda = 300 − 30 (sicurezza) = 270 cm.
Codice: trasmettitore 4-20 mA HART, 316L Ra 0,4 µm, PTFE USP Class VI, Tri-Clamp 1"1/2, 270 cm.
Per approfondimenti pratici vedi la guida tecnica al trasmettitore 4-20 mA.
Hai il codice articolo completo. Procedi alla checklist o alla scorciatoia rapida.
Quando ci scrivi via email per il preventivo, questi 6 dati ci permettono di rispondere in 24 ore con il codice corretto:
Cosa controlli e se è conduttivo o dielettrico
Soglia ON/OFF oppure misura continua 4-20 mA
Metallico o plastico, dimensioni, attacco disponibile
Massime continuativo, SIP/CIP, pressione interna
Industria, food, pharma, semi. Reg. 1935, FDA, USP, SEMI
Per soglia: quota intervento. Per continuo: altezza serbatoio
Se la tua applicazione rientra in uno di questi scenari, hai già il sensore corretto:
Cisterna 1.000-50.000 L gasolio, oli idraulici, oli motore. Allarme troppo pieno + marcia a secco di pompa.
Sensore: livellostato capacitivo sonda nuda inox 316, filettato 1"-2" GAS, lunghezza 20-200 cm.
Vedi catalogo →Serbatoio acqua DEMI 1-5 m³ per CIP industriale, caldaia, raffreddamento. Misura continua per inventory.
Sensore: trasmettitore 4-20 mA sonda PTFE inox 316, filettato 1"1/2 GAS, fino a 2 m.
Vedi applicazione →Stoccaggio WFI 500-5000 L con SIP settimanale, audit FDA/EMA, documentazione GMP completa.
Sensore: trasmettitore 4-20 mA HART, AISI 316L Ra ≤0,4 µm, PTFE USP Class VI, DIN 11864-3.
Vedi applicazione →Mezzo cantiere, agricolo, locomotiva, autocarro con integrazione GPS / fleet management.
Sensore: Gill LevelPro capacitivo veicolare, output 4-20 mA o 0-5V, SAE 5-bolt.
Vedi Gill LevelPro →Hai un caso che non rientra negli scenari standard? Un liquido particolare con εr atipica? Un serbatoio non standard? Inviaci la descrizione dell'applicazione con i 6 dati della checklist e ti rispondiamo entro 24 ore con la configurazione esatta, il preventivo concreto e — se serve — un disegno tecnico della soluzione proposta.
Sonda nuda per liquidi dielettrici (oli, gasolio, benzina, solventi organici, alcoli anidri, GPL liquido). Sonda rivestita PTFE per liquidi conduttivi (acqua, soluzioni acquose, acidi, basi, reflue). Il PTFE serve perché l'acqua di rete conduce elettricità e creerebbe cortocircuito con la parete metallica del serbatoio, mentre il gasolio è un isolante naturale e funziona da dielettrico tra le piastre del condensatore. Approfondisci nel pillar principio.
Livellostato a soglia ON/OFF per applicazioni semplici (allarme troppo pieno, marcia a secco, comando pompa). Costo contenuto, non serve taratura. Trasmettitore continuo 4-20 mA per applicazioni con misura del livello esatto (inventory management, controllo proporzionale, totalizzazione, telemetria SCADA). Costo 3-5 volte superiore al livellostato. Per applicazioni nuove parti dal livellostato a soglia, passi al trasmettitore solo se serve effettivamente il valore continuo.
La maggior parte dei sensori industriali ha sensibilità minima εr ≥ 1,5 (margine ridotto ma utilizzabile). Per applicazioni standard si raccomanda εr ≥ 2 per margine operativo. Per liquidi con εr molto bassa (GPL liquido εr≈1,5, gas liquefatti criogenici, benzina ad altissima purezza) servono modelli ad alta sensibilità o tecnologie alternative (radar, idrostatico). L'acqua ha εr≈80 indipendentemente dalla purezza: segnale fortissimo anche con acqua ultrapura.
AISI 316 standard per industria generale, processo chimico standard, cisterne fisse di oli/gasolio. AISI 316L lucidato Ra ≤0,8 µm per food/pharma generico. AISI 316L super-lucidato Ra ≤0,4 µm per WFI/biotech con cicli SIP. PVDF (Kynar) per acqua ultrapura semiconduttori SEMI F63 dove il rilascio di tracce di metalli dall'inox è inaccettabile. Per applicazioni speciali (HF, acque regie) si valutano Hastelloy o titanio.
Filettato GAS 1/2''-2'' per industria generale e cisterne standard. Tri-Clamp DIN 32676 per food/pharma moderno. DIN 11851 per lattiero italiano tradizionale. DIN 11864-3 asettico per WFI farmaceutico avanzato. Flangia EN 1092 DN50-DN100 per cisterne grandi in vetroresina, PE, o impianti pressurizzati. M12 o DIN 43650 per applicazioni compatte. La scelta dipende dal bocchello disponibile del serbatoio e dallo standard del settore.
Per serbatoi non metallici (plastica, vetroresina, PE) la parete non funziona come seconda piastra del condensatore. La sonda coassiale ha un tubo metallico esterno coassiale all'asta interna che fa da elettrodo di riferimento: il liquido riempie lo spazio tra le due. È necessaria per cisterne IBC, serbatoi in PE, contenitori di laboratorio. Per serbatoi metallici (inox, acciaio) la parete del serbatoio è la seconda piastra e basta sonda standard.
Procedura standard a 2 punti. Calibrazione zero: serbatoio completamente vuoto, sonda installata, si imposta il valore 4 mA. Calibrazione span: serbatoio al massimo livello (o al massimo conosciuto), si imposta 20 mA. Verifica di linearità: si controllano 2-3 valori intermedi. Per misure di alta precisione si fa anche compensazione di temperatura. I sensori moderni hanno auto-calibrazione e procedura guidata via display o software. Approfondimenti nella nostra guida tecnica dedicata al trasmettitore 4-20 mA.
Sì. Per cisterne di gasolio, benzina, solventi infiammabili, alcoli, in zone classificate Ex serve sensore con certificazione ATEX specifica (Ex ia per intrinsicamente sicuro, Ex db per anti-fiamma). La maggior parte delle nostre sonde capacitive standard non sono ATEX certificate. Per applicazioni in zone classificate occorre richiedere specificamente versione ATEX, valutando anche barriere Zener e classificazione di zona. Per cisterne all'aperto o ambienti non classificati le sonde standard sono utilizzabili.
Per livellostati a soglia: lunghezza dell'elettrodo che arriva alla quota di intervento dal bocchello. Es: bocchello a 200 cm dal fondo, soglia allarme massimo a 180 cm = sonda 20 cm. Per trasmettitori 4-20 mA in misura continua: lunghezza che copre tutta l'altezza utile del serbatoio (sonda 30 cm più corta dell'altezza fisica per evitare collisioni col fondo). Lunghezze standard: 100, 200, 500, 1000, 1500, 2000, 3000 mm. Per applicazioni speciali ordinabili lunghezze custom.
Range di prezzo indicativo (esclusa IVA). Livellostato capacitivo soglia inox 316 con filettato GAS: a partire da 200-400 €. Trasmettitore 4-20 mA inox 316 con HART: a partire da 500-1.000 €. Versioni food/pharma con AISI 316L lucidato e Tri-Clamp: 400-800 € (soglia), 800-1.500 € (continuo). Versioni WFI con documentazione GMP: 600-1.200 € (soglia), 1.200-2.500 € (continuo). Versioni PVDF semiconduttori: prezzi a richiesta. Per preventivo concreto basta una mail con la descrizione applicazione.
Cluster MCA sul livello capacitivo, con collegamenti ai cluster sister conduttivi e specialistici.