Un sensore a microbilancia a cristalli di quarzo (QCM) è un tipo di sensore che utilizza il principio dell’oscillatore a cristalli di quarzo per misurare l’umidità dell’aria compressa. Il sensore QCM consiste in un oscillatore a cristallo di quarzo, ovvero una sottile fetta di cristallo di quarzo che vibra a una frequenza precisa quando gli viene applicata una corrente elettrica. Quando l’umidità dell’aria compressa cambia, il peso del cristallo cambia a causa dell’adsorbimento o del desorbimento delle molecole d’acqua sulla superficie del cristallo. Questo provoca una variazione della frequenza di oscillazione del cristallo, che può essere misurata e utilizzata per calcolare l’umidità.

Il sensore QCM è tipicamente rivestito con un materiale igroscopico, come l’ossido di alluminio, che attrae e adsorbe le molecole d’acqua. Quando l’umidità dell’aria compressa aumenta, un maggior numero di molecole d’acqua viene adsorbito sulla superficie del cristallo, aumentandone il peso e causando una diminuzione della frequenza di oscillazione del cristallo. Al contrario, quando l’umidità dell’aria compressa diminuisce, un minor numero di molecole d’acqua viene adsorbito sulla superficie del cristallo, diminuendone il peso e provocando un aumento della frequenza di oscillazione del cristallo.

Utilizzando le variazioni di frequenza del cristallo di quarzo, il sensore può misurare l’umidità dell’aria compressa. I sensori QCM sono noti per la loro elevata precisione, i tempi di risposta rapidi e l’eccellente stabilità a lungo termine. Inoltre, sono relativamente economici e hanno un ingombro ridotto, il che li rende adatti all’uso nei sistemi di aria compressa.