Che cos'è un dilatometro?

Un dilatometro è un dispositivo scientifico utilizzato per misurare le variazioni di volume che si verificano nei fluidi o nei solidi. I tipi di variazioni di volume che di solito vengono misurate usando la dilatometria includono variazioni di volume dovute a fluttuazioni di temperatura, reazioni chimiche, assorbimento di liquidi o stress fisico come la pressione su una sostanza solida. Molti dilatometri sono strumenti scientifici altamente complessi, ma esistono anche alcuni tipi semplici di dilatometri. Un esempio di un semplice dispositivo è un termometro a mercurio. Quando il mercurio si riscalda, si espande ed è questo aumento di volume che viene misurato dalla scala su un termometro a mercurio.

Alcuni diversi tipi di dilatometri includono il dilatometro a piastra piatta, il dilatometro a biella e i più avanzati dilatometri laser e ottici moderni. I dilatometri a piastre piane, talvolta chiamati anche dilatometri a capacità, sono caratterizzati dall'avere due piastre, una delle quali è fissa e un'altra che può muoversi. Questo tipo di strumento viene spesso utilizzato per misurare le variazioni di volume dei materiali solidi. Un pezzo lungo e sottile del materiale misurato viene inserito nel dispositivo. Quando si espande, ad esempio, se la temperatura viene aumentata, l'espansione spinge la piastra mobile. La piastra mobile può essere collegata a un computer in grado di misurare anche piccoli movimenti.

I dilatometri a biella, talvolta chiamati anche dilatometri a barra, vengono generalmente utilizzati per misurare l'espansione di un materiale quando viene riscaldato. In questo tipo di dispositivo, la variazione di volume del campione in esame viene misurata rispetto allo stelo all'interno dello strumento. Questa asta è un campione di controllo con un coefficiente di espansione noto e il confronto tra il campione in esame e l'asta consente all'utente di calcolare l'espansione del campione sottoposto al test dilatometrico.

I test del dilatometro con i moderni dispositivi laser o ottici possono essere estremamente sensibili e misurare piccoli cambiamenti di volume. Alcuni dilatometri laser, ad esempio, funzionano facendo passare ripetutamente un raggio laser sull'elemento di prova e un recettore laser misura minime variazioni nel diametro dell'ombra risultante. Un dilatometro ottico utilizzerà in genere una fotocamera digitale sensibile per registrare minuscoli cambiamenti nelle dimensioni di un oggetto o di una sostanza. Ciò ha l'ulteriore vantaggio di essere un sistema senza contatto che può essere utilizzato per oggetti o sostanze che devono essere misurati senza essere manipolati fisicamente.