Misuratore di portata a turbina per fluidi criogenici con rotore in levitazione magnetica

I misuratori a turbina sono fra i più precisi strumenti per la misura della portata di fluidi, purché la coppia di attrito agente sui cuscinetti che sostentano il rotore si mantenga immutata nel tempo: in generale nel medio periodo ciò non avviene e le prestazioni di tali misuratori degradano a seguito di inevitabili e incontrollabili piccole variazioni del coefficiente di attrito dei cuscinetti. Eliminare il contatto meccanico fra rotore e statore significa eliminare alla radice il problema e consentire una elevata ripetibilità a medio-lungo termine, particolarmente importante nelle applicazioni criogeniche, laddove cioè la disponibilità dello strumento per manutenzione o ri-taratura è limitata o addirittura nulla. E proprio per la misura della portata di fluidi criogenici è stato sviluppato presso l’IMGC il prototipo di turbina levitata, dotato di un rotore che ruota virtualmente senza attrito mantenendosi in levitazione magnetica. La levitazione è ottenuta per l'interazione fra un magnete ad elevata uniformità di magnetizzazione e due pastiglie di materiale superconduttore ad alta temperatura critica (YBCO melt-textured). La posizione assiale del rotore nello spazio memorizzata durante la transizione superconduttiva intorno ai 92 K consente la libera rotazione del rotore sotto la spinta del fluido che attraversa la turbina. Test effettuati con elio liquido, superfluido e supercritico hanno evidenziato una ripetibilità a medio termine migliore dello 0.8%.