月: 2023年3月

¿Qué es un Sensor de Imagen?

Un sensor de imagen es un componente que convierte la información luminosa en señales eléctricas. Se utiliza en cámaras digitales y equipos fotográficos.

Existen dos tipos comunes de sensores de imagen: CCD (Charge Coupled Device) y CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Los sensores de imagen son los “ojos” de la máquina. El número de píxeles de un sensor de imagen utilizado en una cámara se refiere al número total de sensores de imagen. Cada sensor detecta la intensidad de la luz, que se cuantifica y procesa como una señal eléctrica.

Usos de los Sensores de Imagen

Los sensores de imagen tienen una amplia aplicación en líneas de producción en serie, especialmente en sectores como automoción, alimentación, medicina, electrónica, cristales líquidos, semiconductores y productos plásticos.

Estos sensores desempeñan un papel importante al reemplazar la inspección visual realizada por los operadores humanos. Se utilizan para realizar inspecciones de presencia/ausencia, contando y verificando la presencia de componentes. También son útiles para inspecciones visuales, detectando arañazos y defectos en los productos.

Con tecnologías avanzadas de análisis de imágenes, los sensores de imagen permiten el reconocimiento óptico de caracteres (OCR) y mediciones tridimensionales. Además, se aplican en sistemas de conducción automática de vehículos, y se espera que sigan siendo componentes esenciales en el futuro.

Principio de los Sensores de Imagen

El sensor de imagen se basa en el uso de un elemento sensible a la luz, conocido como fotodiodo. Este componente semiconductor detecta la intensidad de la luz y la convierte en carga eléctrica. Cuando la luz incide en el fotodiodo, se generan electrones en proporción a la intensidad de la luz.

El principio fundamental de los sensores de imagen consiste en utilizar las propiedades del semiconductor para almacenar y cuantificar la carga de electrones. Existen diferentes tipos de dispositivos en los sensores de imagen, dependiendo de cómo se convierte la carga almacenada en el elemento sensible en una señal. Los principales dispositivos son los CCD y los CMOS.

En los CCD, la carga se convierte en una señal eléctrica mediante una vía de transferencia CCD. En cambio, los CMOS cuentan con un circuito de amplificación (amplificador) en cada fotodetector, lo que permite transferir la carga sin pasar por múltiples fotodetectores.

El CMOS ofrece ventajas como un consumo de energía más bajo y una mayor velocidad de procesamiento, ya que es impulsado por un solo dispositivo. Además, destaca por su menor costo de fabricación en comparación con los CCD, lo que ha generado un creciente interés en su utilización.

Más Información sobre los Sensores de Imagen

1. Tamaños de los Sensores de Imagen

Los sensores de imagen están disponibles en varios tamaños. La calidad de imagen suele mejorar a medida que aumenta el tamaño del sensor. La razón es que cuanto mayor es el tamaño del sensor, más luz puede captar.

El rango de luz que se puede capturar, es decir, el rango dinámico, aumenta, lo que significa que se pueden capturar imágenes con menos blancos y negros borrosos. Cuanto mayor sea el tamaño de un sensor de imagen con el mismo número de píxeles, mejor será la calidad de la imagen, ya que el área sensible a la luz por píxel (1 píxel) es mayor, lo que también tiene el efecto de reducir el ruido.

2. Papel de la Iluminación en los Sensores de Imagen

La iluminación es un dispositivo que interpola el sensor de imagen para la FA. La iluminación es necesaria para garantizar que el sensor de imagen pueda detectar de forma estable la pieza de trabajo sin verse afectado por la luz ambiental. Los tres métodos de iluminación más comunes son

Método Ortorreflectante
Este método ilumina la pieza de trabajo desde arriba en diagonal y captura la imagen reflejada en la superficie de la pieza de trabajo. Este método facilita la obtención de un contraste entre las partes planas e irregulares de una pieza de trabajo, como una placa metálica con superficies irregulares.

Método de Transmisión
Este método ilumina la pieza por la parte posterior y capta la imagen de la superficie. Los contornos de las piezas con formas complejas pueden captarse con mayor precisión.

Método de Iluminación Coaxial
Se trata de un método en el que el eje óptico de iluminación que irradia la pieza y el eje óptico de la cámara son coaxiales. Toda la pieza de trabajo puede iluminarse uniformemente y las sombras pueden reducirse al mínimo.

3. Precio del Sensor de Imagen

El precio de un sensor de imagen viene determinado por el “campo de visión” y la “precisión”.

Campo de Visión
Normalmente, cuanto mayor es el número de píxeles de un sensor de imagen, más detalles puede detectar. A mayor número de píxeles, mayor tamaño del sensor y mayor precio.

El tiempo de procesamiento también tiende a aumentar, ya que se tarda más en transferir los datos. Es importante seleccionar un sensor que se ajuste al tacto del sistema que se va a utilizar.

Precisión
Los sensores de imagen con más píxeles son más precisos. Dependiendo del objeto que se vaya a detectar, se requiere un sensor monocromo o un sensor en color, siendo las cámaras en color más caras.

¿Qué son los Portafusibles?

Un portafusibles es un dispositivo que se utiliza para sujetar un fusible en un circuito eléctrico.

Está compuesto por una abrazadera de sujeción y un terminal de conexión al circuito. Su diseño está pensado para facilitar el reemplazo de los fusibles.

Los fusibles se utilizan para proteger los equipos contra posibles daños debido a corrientes excesivas. La elección del fusible adecuado depende del material y la composición del mismo, y se selecciona en base a las características específicas de cada situación.

Usos de los Portafusibles

Los portafusibles tienen una amplia gama de aplicaciones para mejorar la protección de los circuitos eléctricos. Algunos ejemplos de estas aplicaciones son:

• Televisores y otros electrodomésticos.
• Iluminación residencial e industrial.
• Equipos de sonido y entretenimiento para automóviles, así como sistemas de peaje electrónico.

En muchos electrodomésticos, los portafusibles desempeñan un papel importante al proteger los circuitos eléctricos mediante la activación del fusible en caso de anomalía. Además, en la industria automotriz, los portafusibles son ampliamente utilizados para proteger los circuitos eléctricos del vehículo, especialmente en aplicaciones como luces LED y placas electrónicas de alta precisión.

Principio de los Portafusibles

El principio de los portafusibles se basa en el principio de los fusibles. Los fusibles se encuentran en un estado de baja resistencia para dar corriente a un circuito en condiciones normales. Sin embargo, si la corriente es anormalmente alta, la dilatación térmica del fusible puede hacer que se funda e interrumpa el circuito.

Los portafusibles son dispositivos utilizados para fijar los fusibles en el circuito. Están diseñados con una abrazadera para sujetar el fusible y un terminal para conectar el circuito eléctrico.

El fusible se inserta en el portafusibles y se conecta al circuito. Existen diferentes tamaños y rangos de portafusibles, y se seleccionan según el tamaño del fusible utilizado.

Tipos de Portafusibles

Existen distintos tipos de portafusibles para diferentes situaciones. Los siguientes son ejemplos de tipos de portafusibles.

1. Montaje en Panel

Los portafusibles de montaje en panel son portafusibles que se fijan al panel. Generalmente se fijan al panel taladrando agujeros, y se inserta el fusible. Existen varios tipos de portafusibles para montaje en panel en el mercado, incluidos los que tienen tornillos de montaje y los que se fijan al panel con clips.

2. En Línea

Se trata de portafusibles que se utilizan directamente en el circuito eléctrico. Existen varios tipos, como los que llevan el fusible enchufado y los que pueden conectarse y desconectarse como un interruptor. Los tipos en línea también ofrecen una variedad de métodos de conexión, como orificios pasantes y cables.

3. Agujero Pasante

Portafusibles con terminales de orificio pasante. Como el fusible se monta a través de un orificio pasante, el área de contacto entre el fusible y el portafusibles es grande. Esto tiene la ventaja de una baja resistencia de contacto y una alta fiabilidad.

4. Tipo Clip

Este tipo de portafusibles utiliza un clip para sujetar el fusible. En lugar de insertar el fusible, se abre el clip y se sujeta el fusible. La ventaja es que el fusible puede extraerse y sustituirse fácilmente.

5. Caja de Fusibles

Un portafusibles en forma de caja para guardar fusibles. La caja para guardar el fusible y los terminales para conectar el fusible al circuito eléctrico están integrados. Son resistentes al polvo y al agua, por lo que son aptos para su uso en exteriores.

¿Cómo Elegir un Portafusibles?

A la hora de elegir un portafusibles, tenga en cuenta el tamaño, el tipo, la intensidad nominal y el método de conexión.

1. Tamaño

En primer lugar, debe seleccionar un portafusibles que se ajuste al tamaño del fusible. La coincidencia de tamaño es esencial, ya que los fusibles se montan en los portafusibles.

2. Tipo

También es necesario seleccionar el producto adecuado entre una amplia variedad de tipos. Seleccione el portafusibles correcto para el tipo de fusible. Si el fusible y el soporte no coinciden, no podrán introducirse correctamente en el circuito eléctrico.

3. Corriente Nominal

A continuación, seleccione la corriente nominal, elija el fusible adecuado para la corriente e instálelo en el portafusibles.

4. Método de Conexión

En función del tipo de cableado que vaya a conectarse a la parte terminal del portafusibles, seleccione un portafusibles con el método de conexión adecuado.

¿Qué es una sonda de alta tensión?

Las sondas de alta tensión son sondas pasivas que pueden medir tensiones elevadas.

En las mediciones de alta tensión que superan varios cientos de voltios, las sondas de tensión estándar se averían y no pueden utilizarse. Las sondas de uso general tienen dificultades para manejar frecuencias y tensiones elevadas. Por el contrario, las sondas de alta tensión pueden medir tensiones de miles a decenas de miles de voltios y son sondas pasivas dedicadas a altas tensiones.

Las sondas de alta tensión se utilizan, por ejemplo, para medir formas de onda de tensión conectándolas a osciloscopios o instrumentos de medida específicos. Al medir grandes tensiones a altas frecuencias, la sonda se calienta rápidamente, por lo que hay que tener cuidado para evitar quemaduras y descargas eléctricas.

Usos de las sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión se utilizan para medir formas de onda de tensiones elevadas de varios cientos de voltios o más, y suelen emplearse para medir señales en controladores de motor, fuentes de alimentación conmutadas, inversores y convertidores que utilizan dispositivos de potencia como los IGBT (transistores bipolares de puerta aislada).

También se suelen utilizar cuando es posible que se produzcan cargas de alta tensión, como en circuitos de corriente continua, y una de sus aplicaciones es la medición de la tensión anódica de tubos de rayos catódicos. Otras aplicaciones son las inspecciones de seguridad de instalaciones fotovoltaicas, como megacentrales solares sin interrupción de la red, y las mediciones de sistemas eléctricos de alta tensión utilizados en vehículos híbridos y eléctricos.

A la hora de seleccionar una sonda, se tienen en cuenta la banda de frecuencia, la resistencia de entrada, la capacitancia de entrada, el rango de tensión de funcionamiento y el modelo de osciloscopio correspondiente.

Principio de las sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión miden altas tensiones dividiéndolas por la relación entre la resistencia interna del osciloscopio u otro instrumento de medida y la resistencia de aumento de la sonda. Cuando se miden altas tensiones, se utilizan sondas de alta tensión con una relación de atenuación de 100:1 ó 1.000:1.

La sonda se utiliza para conectar física y eléctricamente el punto de prueba, es decir, la fuente de señal, al osciloscopio. Debe comprobarse la tensión máxima admisible de la sonda de tensión, debido a su tendencia a disminuir con el aumento de la frecuencia.

Concretamente, la sonda se coloca entre el terminal de entrada y la entrada del osciloscopio y mide la forma de onda que pasa a través de ella. Cuando se miden señales de alta frecuencia, la capacitancia de entrada se convierte en una carga y afecta a la señal, pero si se conecta a través de una sonda con una alta relación de atenuación, se puede medir una forma de onda más precisa.

Estructura de las sondas de alta tensión

La construcción de las sondas de alta tensión varía en función del rango de tensión que se desee medir. Los productos de unos 25 KV CC comercializados por los fabricantes de osciloscopios pueden manipularse de la misma forma que las sondas generales.

Las sondas de alta tensión constan de un cuerpo de sonda, una caja de adaptación y un cable que los conecta. El interior de la sonda se rellena con aceite o gas aislante para aumentar la resistencia a la tensión. La resistencia de entrada del cuerpo de la sonda depende de la atenuación del atenuador, pero se utiliza un valor grande de 100-1.500 MΩ.

La caja de adaptación realiza la compensación de fase y el procedimiento de ajuste es más complejo que el de las sondas pasivas normales debido a la gran atenuación del atenuador y al uso de cables largos. En algunos casos, los fabricantes de sondas de alta tensión las suministran ajustadas y prohíben que el usuario las ajuste.

Otras informaciones sobre las sondas de alta tensión.

1. medidas de seguridad para sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión manejan tensiones elevadas, por lo que se adoptan diversas medidas de seguridad.

• Se dispone de cables largos (de 3 m a 10 m) para poder medir a distancia el sistema sometido a prueba debido a la alta tensión.
• En las sondas diseñadas para funcionamiento manual, se incluye un gran anillo de protección para evitar descargas en el cuerpo humano. El cuerpo de la sonda, que está diseñado para ser fijo, también está provisto de un terminal para la conexión a tierra de la propia sonda.
• Las precauciones de manipulación también son importantes. Por ejemplo, cuando se miden tensiones de alta frecuencia, debe conocerse perfectamente el diagrama característico del fabricante, ya que cuanto mayor es la frecuencia, menor es la tensión admisible de la sonda. Además, si se desconecta el terminal de tierra de la sonda, se aplican tensiones elevadas a los terminales de entrada y a la caja, lo que puede resultar peligroso.

2. Sondas aisladas

Las sondas aisladas son aquellas en las que sólo la sonda es flotante. Está aislada eléctricamente del cuerpo del osciloscopio.

Hay dos formas de aislar la sonda: o bien se utiliza un transformador para separar la punta de la sonda del osciloscopio, o bien la señal eléctrica recibida en la punta de la sonda se convierte en una señal óptica-eléctrica, se transmite a través de una fibra óptica y se devuelve a la señal original en el lado del receptor. En ambos casos, no hay continuidad eléctrica entre la sonda y el osciloscopio y están aislados entre sí, pero las señales detectadas por la sonda se transmiten al lado del osciloscopio.

Debido a esta configuración, el propio osciloscopio, cuando está correctamente conectado a tierra, no tiene ningún efecto sobre la señal del circuito bajo prueba, que se aplica entre la punta de la sonda aislada y el cable de tierra. Por lo tanto, incluso si el circuito bajo prueba tiene tensiones de modo común muy altas, la sonda de aislamiento se puede utilizar para medir sólo la tensión diferencial entre la punta y el cable de tierra.

¿Qué es una Bomba Hidráulica?

Las bombas hidráulicas generan energía mecánica accionando un motor eléctrico. Cuando se acciona la bomba hidráulica, el aceite circula y convierte la energía mecánica en energía fluida. La energía del fluido se denomina a veces energía hidráulica. Esta energía del fluido es una combinación de la presión y el caudal requeridos por el actuador hidráulico. La presión sólo empujará el fluido si no se genera ninguna de estas energías. Cuando el aceite entra en el actuador hidráulico, la energía del fluido se convierte en energía mecánica. La energía mecánica convertida se convierte en movimiento lineal o rotacional y acciona la bomba.

Los tipos de bombas hidráulicas incluyen bombas generales de desplazamiento positivo, bombas de desplazamiento constante y bombas de desplazamiento variable.

Usos de las Bombas Hidráulicas

Los productos estructurales que utilizan la hidráulica emplean una serie de mecanismos de funcionamiento denominados unidades hidráulicas, que varían ligeramente en cuanto al tipo de construcción, pero todos llevan una bomba hidráulica integrada. La potencia de una unidad hidráulica es una combinación de presión y caudal, por lo que duplicar la presión sin cambiar el caudal duplicará la potencia. Cambiar el caudal en un factor de dos sin cambiar la presión también duplicará aproximadamente la potencia.

Por lo general, la hidráulica se utiliza en maquinaria pesada, como excavadoras y grúas, especialmente las que se emplean en obras, ya que muchas situaciones requieren una gran potencia externa. También suele utilizarse en equipos pequeños pero que requieren un gran par motor. Por ejemplo, también se aplican mucho en la industria del transporte, como en aviones, barcos y automóviles.

También existen otras bombas que utilizan fuerzas naturales. Un ejemplo concreto es el uso de dispositivos como el bombeo de agua en granjas, donde este tipo de bombas se utilizan junto con sensores para detectar el nivel del agua, ya que necesitan funcionar continuamente. Otro ejemplo son las turbinas eólicas. Los aerogeneradores utilizan bombas hidráulicas para bombear agua del suelo con la fuerza del viento.

Cómo Elegir una Bomba Hidráulica

Existen dos tipos de energía basada en fluidos: la neumática y la hidráulica. Ambas se basan en el principio de Pascal para convertir una fuerza pequeña en una fuerza grande. Sin embargo, sus características difieren un poco.

Los sistemas neumáticos son económicos y de construcción sencilla. Dependen más del entorno, como la temperatura ambiente, y tienen un tiempo de respuesta menor. Sin embargo, pueden utilizarse en todas las condiciones meteorológicas si se selecciona el tipo adecuado de aceite hidráulico. Si se requiere una gran fuerza, que no puede conseguirse con sistemas neumáticos, es aconsejable seleccionar una unidad hidráulica y una bomba hidráulica adecuada para acompañarla.

Principios de las Bombas Hidráulicas

Todas las bombas pueden ser de desplazamiento positivo o no positivo. Como la mayoría de los sistemas hidráulicos utilizan bombas de desplazamiento positivo, aquí se explica su principio.

Una bomba de desplazamiento positivo se divide en dos partes: una sección llena de fluido hidráulico y una sección llamada cámara de desplazamiento positivo, que contiene sólo gas. En las bombas de desplazamiento positivo, el fluido es aspirado hacia la cámara de la bomba por una válvula de entrada y expulsado por una válvula de escape.

En primer lugar, cuando se aplica una fuerza motriz externa para provocar el movimiento del pistón, se crea una presión negativa en el lado de la cámara de volumen, lo que da lugar a una presión de aspiración. Esto se denomina proceso de expansión.

A continuación se produce el proceso de succión. Cuando esta presión supera un determinado valor, la diferencia de presión atmosférica entre la cámara de aceite hidráulico y el depósito de aceite conectado a ella provoca la aspiración del aceite hidráulico a través de la válvula de admisión. En ese momento, se cierra la válvula de escape.

La diferencia de presión se invierte cuando el lado de la cámara de volumen se presuriza positivamente. Este proceso se denomina proceso de compresión.

Por último, tiene lugar el proceso de descarga. El aceite sale por la válvula de escape por la fuerza del aceite hidráulico que es empujado hacia fuera. Cuando el aceite es empujado hacia fuera, la válvula de admisión se cierra.

Estos cuatro procesos se repiten indefinidamente como un ciclo, para que el aceite hidráulico pueda seguir bombeándose en una dirección constante.

Los lados de succión y descarga del depósito de aceite de trabajo están equipados cada uno con una válvula de retención en una dirección, de modo que si se genera presión en cualquiera de los lados, un lado se cierra por la presión, de modo que no hay reflujo.

Estructura de las Bombas Hidráulicas

Los sistemas hidráulicos, incluidas las bombas hidráulicas, se utilizan a menudo en la industria porque pueden proporcionar mucha potencia con poca energía. En primer lugar, el sistema es alimentado por el motor principal aumentando la presión del aceite hidráulico a través de la bomba hidráulica. A continuación, el aceite hidráulico se alimenta a los actuadores hidráulicos controlando la presión, por ejemplo, con válvulas hidráulicas. A continuación, se convierte en energía mecánica, como movimiento de rotación. La bomba hidráulica es la pieza más importante del equipo para garantizar la potencia mecánica necesaria aumentando la presión del aceite hidráulico.

Las bombas hidráulicas se dividen principalmente en “de engranajes”, “de paletas” y “de émbolo”.

Las bombas de engranajes aumentan la presión del aceite hidráulico mediante engranajes en la carcasa.

Las bombas de paletas tienen un rotor incorporado en la paleta dentro de la carcasa, que gira la paleta para elevar la presión del aceite hidráulico. Las paletas se denominan álabes.

Las bombas de émbolo tienen un pistón o émbolo alternativo que aplica presión al aceite hidráulico para aumentar la presión.

Ambas bombas impulsan el aceite hidráulico, pero cualquier fuga de aceite hidráulico contamina el medio ambiente y requiere mucho tiempo. Gracias a los avances tecnológicos, el nivel de estanqueidad es muy alto. Sin embargo, las fugas nunca serán nulas, por lo que las unidades de bombeo instaladas deben instalarse dentro de un dique de contención de aceite, por ejemplo.Las unidades de bombeo transportables también deben tener un sellado mejorado para evitar fugas, ya que todo el conjunto será trasladado. En caso de que se produzcan fugas de aceite hidráulico al exterior, se debe prever un depósito de aceite o similar para evitar el derrame de aceite.

Potencia de las Bombas Hidráulicas

Las bombas hidráulicas son de tipo “eléctrico” y “manual”. El tipo eléctrico se utiliza principalmente en la industria y en equipos de laboratorio, donde la bomba funciona con electricidad. Las manuales, en cambio, se accionan mediante la intervención humana. Los tipos manuales utilizan principalmente un pistón en el recorrido para generar potencia. La manivela se acciona mediante la fuerza humana, que envía fluido hidráulico al pistón. El pistón, bajo la presión del fluido hidráulico, proporciona potencia al exterior. La ventaja de utilizar un tipo manual es que el mecanismo es sencillo y, por tanto, fácil de mantener. Además, la lenta transmisión de la fuerza al transmitir la potencia permite realizar ajustes finos. Esto redunda en la evaluación de riesgos.

Un gato hidráulico de uso común es el que se utiliza para cambiar los neumáticos de los coches. Se trata de una bomba hidráulica de accionamiento manual que transmite la potencia enviando aceite hidráulico a la potencia para levantar el coche.

Los de tipo eléctrico se utilizan sobre todo en aplicaciones industriales, ya que estas bombas se emplean cuando hay que dar una mayor carga de trabajo. Las de tipo eléctrico son de construcción más compleja que las de tipo manual, por lo que se prepara una amplia gama de tipos en función del rendimiento requerido. Sin embargo, también se fabrican bombas con estructuras más sencillas, lo que las hace más baratas y fáciles de instalar. También pueden utilizarse en tierra y agua, donde se requieren grandes cantidades de potencia.

Así pues, los tipos eléctricos y manuales difieren no sólo en la fuente de energía, sino también en la escala de la aplicación para la que se utilizan.

¿Qué es una sonda Óptica?

Las sondas ópticas son sondas electrolíticas que superan las desventajas de las sondas electrolíticas convencionales y conservan la parte del sensor sin elementos metálicos.

Utilizan efectos de ingeniería eléctrica para realizar mediciones y evaluaciones precisas. Entre sus características destacan la naturaleza no invasiva de la fibra óptica, que no perturba el campo eléctrico, no capta ruidos, el cabezal del sensor es pequeño y no necesita fuente de alimentación, se puede medir una gran cantidad de información, como la frecuencia, la fase y la intensidad, y no se producen interferencias aunque haya metal alrededor.

Usos de las sondas Ópticas

Las sondas ópticas también se utilizan en controladores, osciloscopios y endoscopios. También pueden utilizarse para medir una amplia gama de información con fines de investigación y análisis utilizando medios ópticos.

Entre las aplicaciones de medición se incluyen las siguientes

1. medición de la tasa de absorción específica (SAR)

Se trata de una medida de la cantidad de energía absorbida por el cuerpo humano cuando se expone a radiaciones electromagnéticas de frecuencias superiores a 100 kHz. La medición se basa en normas y debe realizarse en lo que se denomina un maniquí, que tiene características eléctricas iguales a las del cuerpo humano.

Cuando se utilizan pequeños dispositivos inalámbricos, como los teléfonos inteligentes, muy cerca del cuerpo humano, se produce una absorción de energía en partes específicas del mismo.

2. medición del plasma

Este sistema también se utiliza para medir el plasma, que se genera aplicando un fuerte campo eléctrico a un gas que contiene partículas cargadas. Sondas Ópticas permiten medir los campos eléctricos generados localmente.

3. imágenes por resonancia magnética (IRM)

Las sondas Ópticas se utilizan para medir la exposición humana a campos electromagnéticos. Es necesario realizar mediciones en campos magnéticos muy intensos, que pueden medirse con precisión utilizando sondas ópticas.

Otros usos incluyen la medición de campos eléctricos pulsados y ultra-fuertes en el diseño EMC y para validar modelos de simulación.

Principios de las Sondas Ópticas.

1. El efecto Pockels

Las sondas de campo eléctrico utilizan cristales EO con el efecto Pockels en sus cabezas. El efecto Pockels es un fenómeno en el que el índice de refracción de un material cambia debido a un cambio en el índice de polarización dentro del material cuando se aplica un voltaje externo al material.

Cuando no se aplica ningún campo eléctrico, la luz que incide sobre un cristal EO se refleja manteniendo su estado de polarización. Sin embargo, cuando se aplica un campo eléctrico, el índice de refracción del cristal EO cambia y el estado de polarización de la luz incidente cambia y la luz vuelve.

Midiendo la intensidad de la luz en el estado de polarización con un analizador, se puede obtener una señal proporcional a la intensidad del campo eléctrico.

2. influencia sobre el campo eléctrico a medir

Las antenas dipolares se utilizan a veces en las sondas de campo eléctrico, pero no en las sondas ópticas. Las antenas dipolo tienen una estructura con dos conductores rectos en el extremo de un cable y están formadas por elementos metálicos. Esto provoca perturbaciones en las ondas de radio debido a la dispersión de la sonda de campo.

Sondas Ópticas utilizan cristales en la sección del sensor en lugar de antenas dipolo, etc., sin afectar el campo eléctrico a medir.

Composición de la Sonda Óptica

Además del cristal EO, los componentes que forman la punta incluyen la fibra óptica, la férula, la lente colimadora y la película dieléctrica reflectora.

1. Cristales EO

Los cristales EO constan de aproximadamente 1 mm cuadrado. Teniendo en cuenta que la longitud de antena de las sondas de campo que utilizan antenas dipolares es de varios centímetros a varias decenas de centímetros, su pequeña estructura permite medir áreas diminutas.

2. fibras ópticas

Se conecta una fibra óptica desde el cristal EO a través de una lente colimadora y un casquillo. La Sonda Óptica no se ve afectada por el ruido porque la señal se transmite por una fibra óptica.

Esto permite convertir las señales de tensión en señales ópticas para su transmisión a largas distancias, independientemente de la frecuencia.

3. revestimientos dieléctricos reflectantes

Las películas reflectantes dieléctricas se adhieren a la punta del cristal EO. Cuando se miden campos eléctricos, la luz polarizada linealmente generada por una fuente de luz incide en el cristal EO y se mide la luz reflejada por la película dieléctrica reflectante.

La luz reflejada por la Sonda Óptica es convertida en una señal eléctrica por un fotodiodo y amplificada por un amplificador diferencial. La señal eléctrica de salida es proporcional al cambio de polarización.

La intensidad y la fase del campo eléctrico se calculan utilizando un analizador de espectro o similar.

¿Qué es una Sonda de Corriente?

Una sondas de corriente es una sonda para medir la corriente directamente en un osciloscopio.

La forma de onda de la corriente se observa sujetando el cable con el cabezal por donde circula la corriente que se desea medir. Una pinza amperimétrica es un instrumento diseñado para medir la corriente que circula por un cable sin cortarlo.

La principal ventaja es que la corriente puede medirse mientras el alumbrado o el equipo funcionan normalmente, ya que no es necesario cortar el cable cada vez que se realiza una medición. Al igual que las pinzas amperimétricas, las Sondas de Corriente también pueden observar las formas de onda de la corriente sin desconectar los cables.

Usos de las Sondas de Corriente

Las Sondas de Corriente se utilizan para observar formas de onda de corriente con osciloscopios. Las aplicaciones incluyen la medición de corriente en equipos industriales y electrónicos. Las aplicaciones específicas varían desde la medición de corrientes en equipos inversores, corrientes de carga en motores y fuentes de alimentación conmutadas hasta la evaluación de los circuitos de accionamiento de la iluminación LED.

Dependiendo de la magnitud de la corriente y de la aplicación, se dispone de varios modelos, como para corrientes grandes, corrientes pequeñas y corrientes de alta velocidad. También hay Sondas de Corriente tanto para corrientes continuas como alternas, y Sondas de Corriente sólo alternas que sólo pueden medir corrientes alternas.

Principio de las Sondas de Corriente

Las Sondas de Corriente utilizan el flujo magnético generado cuando la corriente fluye a través de un cable de alimentación, por lo que, a diferencia de la inserción de un amperímetro, pueden realizar mediciones sin desconectar el circuito bajo prueba. La cabeza de la Sondas de Corriente (la parte que sujeta el cable) está fabricada con un material magnético de alta permeabilidad (material a base de hierro como Permalloy), similar al núcleo de un transformador, para atrapar el flujo magnético generado por el cable.

Sin embargo, el método de detección del flujo magnético difiere entre las Sondas de Corriente sólo CA y las Sondas de Corriente CA/CC de doble uso.

1. Sondas de Corriente sólo CA

Un transformador es capaz de convertir la corriente alterna aplicada al primario en una tensión o corriente en el secundario, dependiendo de la relación de transformación. En una Sondas de Corriente, se coloca un cable portador de corriente alterna en el espacio encerrado por el núcleo, que actúa de la misma manera que el arrollamiento primario del transformador.

El núcleo también está bobinado con una bobina correspondiente al bobinado secundario, y el valor de la corriente que circula por el cable puede determinarse a partir de las tensiones que aparecen en sus dos extremos en respuesta a los cambios de flujo magnético en el núcleo. Este método se utiliza principalmente en Sondas de Corriente dedicadas a la corriente alterna.

Sin embargo, con corriente continua, no aparece tensión en el devanado secundario porque no hay cambios en el flujo magnético. Por lo tanto, no se puede utilizar el método anterior que utiliza el principio del transformador.

2. Sondas de Corriente Alterna-Directa

Los tipos de doble uso alterna-directa, que también pueden medir corrientes continuas, utilizan un cabezal con un elemento Hall incrustado dentro del núcleo. El elemento Hall emite una tensión correspondiente a la densidad de flujo magnético debida al efecto Hall tanto para corrientes continuas como alternas, de forma que cuando esta tensión se introduce en los terminales del osciloscopio, el valor de la corriente (forma de onda) se dibuja en la pantalla.

Más información sobre la Sondas de Corriente

1. ajuste de la Sondas de Corriente

Cuando se utiliza la Sondas de Corriente, hay dos cosas que deben ajustarse antes de utilizarla

Anulación del offset.
Aunque las Sondas de Corriente AC-DC son fáciles de usar ya que pueden medir desde DC hasta 120 MHz AC, un offset DC es inevitable ya que se utiliza un elemento Hall para la detección de corriente y su salida es amplificada por un amplificador DC y conectada al terminal de entrada del osciloscopio. Por lo tanto, es necesario anularlo para obtener mediciones precisas.

El procedimiento es el siguiente

1. Desmagnetice el núcleo en el extremo de la sonda para eliminar cualquier magnetismo residual.
   Utilice la función de ajuste de la tensión de offset para ajustar la pantalla del osciloscopio de forma que indique 0 A.
2. Después de este ajuste, la Sondas de Corriente se conecta al circuito bajo prueba.
3. Sin embargo, el procedimiento anterior debe repetirse de vez en cuando, ya que el desplazamiento de CC fluctuará gradualmente y la posición 0A cambiará durante un largo periodo de tiempo a medida que continúe la medición.

Ajuste de la inclinación
Cuando las formas de onda de corriente y tensión se observan simultáneamente utilizando sondas de corriente y tensión, como en la medida de potencia en un circuito de potencia, es necesario ajustar la fase de las formas de onda de la señal, lo que se denomina ajuste de desviación, porque el tiempo de retardo de las señales que llegan al cuerpo del osciloscopio difiere para cada sonda. Para ajustar la fase entre las sondas existen dispositivos de ajuste, como los dispositivos de deskew para medidas de potencia.

2. qué se debe medir con las Sondas de Corriente alterna

Como se ha mencionado anteriormente, las Sondas de Corriente Alterna utilizan el principio del transformador para detectar la corriente que circula por el circuito bajo prueba, pero se observa que la forma de onda es pequeña en corrientes de baja frecuencia. En particular, la forma de onda de las señales de impulsos de baja velocidad está distorsionada debido a la flecha.

Por lo tanto, es importante seleccionar una Sondas de Corriente AC/DC de doble uso cuando se miden señales de baja frecuencia que contienen DC.

3. Respuesta en frecuencia de las Sondas de Corriente

La magnitud de corriente que puede manejar una Sondas de Corriente depende de su frecuencia, disminuyendo la corriente medible a medida que aumenta la frecuencia. Esto se debe a que cuanto mayor es la frecuencia, más calor se genera en el núcleo y en el transformador.

El modelo de sonda a utilizar debe seleccionarse en función de la frecuencia de la corriente a medir.

4. Efecto de la impedancia de inserción

La conexión de una Sonda de Corriente al circuito bajo prueba implica la inserción de una pequeña impedancia en el circuito bajo prueba. El efecto de esta impedancia sobre el circuito es tan pequeño que normalmente puede ignorarse.

Sin embargo, si la línea por la que circula la corriente se enrolla varias veces alrededor del núcleo para medir pequeñas corrientes, la impedancia mencionada se convierte en el doble de grande que el número de veces que se enrolla y, por lo tanto, es más probable que afecte al circuito bajo prueba.

¿Qué es una Sonda Diferencial?

Una sonda diferencial es un dispositivo que detecta el ruido generado en lugares no relacionados con el dispositivo que transmite la señal, como las vibraciones de tierra, denominadas ruido común, cuando se miden señales con osciloscopios, etc., y amplifica la señal de medición con un amplificador para facilitar la medición.

En comunicaciones como USB y HDMI, esto es necesario para que el lado de salida detecte la señal con precisión. Las sondas diferenciales pueden dañarse o no proporcionar una salida precisa si se utilizan incorrectamente.

Las sondas diferenciales suelen estar disponibles en la misma empresa que vende osciloscopios, y es aconsejable comprar una sonda diferencial de la misma empresa que el osciloscopio, ya que tienen una excelente conectividad.

Usos de las Sondas Diferenciales

Las sondas diferenciales se utilizan en las fases de fabricación de prototipos y prueba de productos de muchos dispositivos de comunicación, como conexiones USB, HDMI, DisplayPort, Ethernet y SATA, para detectar ruido con osciloscopios y otros equipos y determinar si el ruido tiene algún efecto en el producto, y dónde lo tiene. La sonda diferencial se utiliza para comprobar si el ruido tiene algún efecto sobre el producto y dónde afecta el ruido.

Las sondas diferenciales suelen ser caras, por lo que es importante investigar adecuadamente si cumplen las normas de uso antes de comprarlas.

Principios de las Sondas Diferenciales

Una sonda diferencial consta de dos sondas activas con exactamente las mismas propiedades, una de las cuales se conecta al borne positivo de la conexión del dispositivo que transmite la señal que se desea medir y la otra al borne negativo. Midiendo la diferencia entre las señales detectadas por estas dos sondas, se puede detectar el ruido común.

Existen muchas sondas diferenciales con ingeniosas características que facilitan la medición de formas de onda en un osciloscopio. Entre ellas se incluyen la amplificación de las señales de baja tensión con amplificadores para que sean más fáciles de medir en un osciloscopio, la conexión a tierra de algunas tensiones para evitar la sobrecarga del osciloscopio con señales de alta tensión y la conversión de la señal en una onda cuadrada clara.

Dependiendo de la señal para la que se utilice la sonda diferencial, se puede medir un ruido claro si la sonda se selecciona adecuadamente.

Más Informaciones sobre las Sondas Diferenciales

1. Circuito Equivalente de una Sonda Diferencial

Las sondas diferenciales constan de dos sondas activas, que se conectan directamente desde la punta de la sonda al extremo de entrada de un circuito semiconductor, por lo que tienen una capacitancia de entrada extremadamente pequeña, del orden de 1 pF. Por otro lado, a diferencia de las sondas pasivas que implican un atenuador, la resistencia de entrada es del orden de decenas de KΩ a 1 MΩ.

Por lo tanto, cuando se miden formas de onda conectando una sonda diferencial a un circuito de alta impedancia, es necesario considerar los resultados de la medición a la luz de la influencia de la sonda. Un medio eficaz de hacerlo es conectar el circuito equivalente de la sonda diferencial al circuito sometido a prueba y simular los efectos.

En el caso de una sonda diferencial, entre las patillas de un lado y GND se conectan en paralelo la resistencia de entrada y la capacitancia de entrada publicadas por el fabricante. Del mismo modo, entre el otro pin y GND, la resistencia de entrada y la capacitancia de entrada se conectan en paralelo. Así, entre las dos patillas de la sonda diferencial, la resistencia de entrada se duplica y la capacitancia de entrada se reduce a la mitad. El efecto de esta impedancia en el circuito bajo prueba debe tenerse en cuenta a la hora de juzgar los resultados de la medición.

2. Sondas Activas

Las sondas se utilizan para medir señales estables. Sin una sonda, el efecto de la componente capacitiva del cable modificaría el funcionamiento del circuito. Esto tiene un efecto especialmente fuerte en las mediciones de alta frecuencia.

Las sondas activas utilizan un elemento semiconductor en el extremo de entrada. La capacitancia de entrada de la propia sonda activa también es muy pequeña, y algunas tienen una capacitancia de entrada inferior a 1 pF.

La capacitancia de entrada de la sonda también afecta a la forma de onda. Las sondas pasivas tienen un componente de capacitancia mayor que las sondas activas, lo que produce un mayor anillamiento, que es una oscilación de la forma de onda en el flanco ascendente del impulso.

3. Sondas Diferenciales de Alta Tensión

Las sondas diferenciales son adecuadas para observar porciones de señal flotantes, pero las sondas comunes tienen tensiones soportadas de sólo 30 V a 100 V para tensiones diferenciales y de tierra. Las sondas de alta tensión de gran tamaño son necesarias para medir puntos de estado flotante en circuitos que manejan altas tensiones, como las fuentes de alimentación comerciales. Existen en el mercado sondas con tensiones diferenciales de 6.000 V o más y tensiones de tierra de 2.000 V o más.

En las mediciones con sondas diferenciales de alta tensión, la distancia entre las dos patillas debe ser suficiente para evitar el riesgo de descarga. Como resultado, se produce un zumbido en el rango de alta frecuencia debido a la impedancia de los cables, lo que provoca grandes fluctuaciones de amplitud. Como contramedida, un método eficaz es retorcer los dos hilos conductores.

4. Ruido de Modo Común

El ruido en los circuitos eléctricos puede dividirse a grandes rasgos en ruido de modo diferencial y ruido de modo común. El ruido en modo diferencial es el ruido conducido a través de los conductores de un circuito.

El ruido en modo común, por otro lado, es el ruido en el que la señal se conduce parcialmente de vuelta a través de la tierra o el recinto, y en el que la señal de entrada y la señal de retorno están en fase. El ruido de modo común se considera difícil de contrarrestar debido a la complejidad de la propagación del ruido.

Las sondas diferenciales de alta tensión se utilizan como medio muy eficaz para comprobar el funcionamiento de las fuentes de alimentación conmutadas. Los reguladores conmutados generan ruido de modo común cuando la tensión de tierra fluctúa varios cientos de voltios.

Aunque el uso de sondas diferenciales debería cancelar las fluctuaciones de la tensión de tierra y permitir su observación, en la práctica es inevitable que una pequeña cantidad de la fluctuación de la tensión de tierra se añada a la salida diferencial. Para reducir el efecto de estas fluctuaciones, seleccione una sonda con un excelente CMRR (Common-Mode Rejection Ratio).

¿Qué es un Cilindro Hidráulico?

Un Cilindro Hidráulico es un tipo de actuador que convierte la energía en movimiento mecánico – una máquina que realiza movimientos lineales. Controlando la cantidad de aceite en su interior, se modifica la presión para controlar el movimiento del pistón. Los Cilindros Hidráulicos pueden ser de simple o doble efecto, con diferentes tipos dependiendo del número y posición de las válvulas y la geometría interna. Los Cilindros Hidráulicos se utilizan en diversas situaciones, como frenos de automóviles, ascensores y maquinaria de construcción, ya que son poco ruidosos y pueden tener un alto rendimiento.

Usos de los Cilindros Hidráulicos

Los Cilindros Hidráulicos se utilizan en muchos productos porque pueden transformar pequeñas fuerzas en grandes fuerzas. El producto más típico que se utiliza es el sistema de frenado de un coche, donde la pequeña fuerza de un empujón con el pie puede generar una gran fuerza para detener el coche. También se utilizan en muchas ocasiones en las que se requieren grandes fuerzas, como en ascensores y equipos de construcción, lo que indica su amplia gama de uso. Al hacer una selección, hay que tener en cuenta la presión, el tamaño, la amplitud de carrera y el ciclo utilizado.

Principio de los Cilindros Hidráulicos

Los Cilindros Hidráulicos contienen un pistón, que se mueve inyectando aceite en el cilindro a través de una válvula o succionando aceite del cilindro. El principio de funcionamiento de los Cilindros Hidráulicos depende de la posición, el número y el tipo de válvulas.

Los Cilindros Hidráulicos de simple efecto tienen una válvula, mientras que los de doble efecto tienen dos válvulas, que controlan el movimiento del pistón modificando la presión en el cilindro al variar la cantidad de aceite de funcionamiento. El pistón se empuja hacia fuera reduciendo el aceite en la válvula del lado inferior para reducir la presión o aumentando el aceite en la válvula del lado opuesto para aumentar la presión. Al tirar del pistón, se invierte el aumento o la disminución del aceite de servicio. Hay que tener en cuenta que en los Cilindros Hidráulicos de simple efecto, el pistón retrocede por su propio peso o por un muelle.

Tipos de Cilindros Hidráulicos

Como se mencionó anteriormente, los Cilindros Hidráulicos son de simple y doble efecto. Los de simple efecto se dividen en cilindros de pistón, de doble vástago y telescópicos de simple efecto. Los de doble efecto se dividen en pistón, doble vástago, doble cilindro y telescópicos.

Al seleccionar un Cilindro Hidráulicos, el primer paso es definir el empuje requerido y la presión que puede ser suministrada, y después determinar el área receptora de presión apropiada. Aumentar el área receptora de presión del cilindro o la presión a suministrar aumentará el rendimiento. Además, lo que se utiliza depende del valor de la “presión nominal”, que es el valor máximo de la presión de ajuste del Cilindros Hidráulicos. Algunos ejemplos típicos son los de 7 MPa y 14 MPa. El acero es el material más utilizado en los cilindros, pero los cilindros de acero inoxidable se utilizan cuando se instalan interruptores magnéticos para la detección de carrera.

Cómo utilizar los Cilindros Hidráulicos

Los fluidos hidráulicos que se utilizan en los Cilindros Hidráulicos incluyen los de base de petróleo, los sintéticos y los moldeados con agua. Básicamente, se puede utilizar cualquiera de estos aceites hidráulicos, pero es aconsejable comprobar las especificaciones de cada Cilindros Hidráulicos a la hora de seleccionar uno. Se recomienda filtrar el aceite, ya que la presencia de sustancias extrañas en el aceite hidráulico puede impedir su funcionamiento normal.

Si se desea ajustar la velocidad del Cilindro Hidráulico, instale una válvula de control de flujo en el circuito hidráulico para controlar el flujo de aceite en el Cilindro. En general, se ajusta la cantidad de aceite que entra en el cilindro.

El aire del cilindro también debe purgarse cuando se acciona el Cilindros Hidráulicos. Si el cilindro está presurizado con aire en su interior, la compresión adiabática puede hacer que el aire se caliente y las juntas se quemen.

¿Qué es la Termografía de Infrarrojos?

La termografía infrarroja es una cámara de infrarrojos que puede visualizar la distribución de la temperatura convirtiendo la cantidad de radiación infrarroja en energía térmica.

Mientras que los termómetros miden básicamente temperaturas en un punto, la termografía por infrarrojos es capaz de medir temperaturas en una superficie. Esto permite visualizar las temperaturas a gran velocidad y en tiempo real.

La termografía infrarroja también tiene la ventaja de que no requiere contacto y puede realizar mediciones a distancia, ya que detecta la radiación infrarroja emitida por los objetos.

Usos de la Termografía por Infrarrojos

La termografía por infrarrojos se utiliza ampliamente en aplicaciones médicas e industriales.
En el campo médico, se utilizan para medir la temperatura de la superficie de la piel, que luego puede utilizarse para determinar si el flujo sanguíneo es bueno o malo. En los últimos años, también se utilizan habitualmente para medir la temperatura corporal en eventos.

También se utiliza en el sector de la construcción para detectar defectos. Por ejemplo, el agua puede acumularse en grietas u otros defectos y la temperatura puede ser inferior a la de la zona circundante. Al detectar esto con la termografía infrarroja, es posible determinar la antigüedad del edificio y la ubicación de los defectos.

Principios de la Termografía Infrarroja

Cualquier objeto que emita calor emite radiación infrarroja. La cantidad de radiación infrarroja emitida es proporcional al cuadrado de la temperatura. Por lo tanto, si la cantidad de radiación infrarroja es detectada por una cámara, la temperatura de la fuente de infrarrojos puede determinarse inversamente.

Sin embargo, éste es el caso de los emisores de infrarrojos ideales, como la denominada radiación de cuerpo negro. En la práctica, existen errores debidos a las pérdidas en la medición de la cámara y al rendimiento cuántico del sensor de imagen, que deben compensarse.

La termografía infrarroja puede detectar la radiación infrarroja como luz o como radiación térmica.
La detección como luz es similar a la de una cámara digital estándar. Sin embargo, utiliza un sensor sensible a la región infrarroja.
Cuando se detecta como rayos de calor, el sensor detecta el cambio en el valor de la corriente como resultado del cambio en el valor de la resistencia causado por el aumento de la temperatura cuando se recibe la luz infrarroja.

Más Información sobre la Termografía Infrarroja

1. Detección de Temperatura con Termografía Infrarroja

El nuevo coronavirus, que se identificó por primera vez en Wuhan (China) a finales de 2019, se ha extendido por todo el mundo. En ese momento, la detección termográfica de la temperatura desempeñó un papel importante en las medidas de control de infecciones. Ahora, la detección de temperatura se utiliza en todas partes, incluso en las puertas de entrada de empresas, tiendas, instalaciones públicas y lugares de eventos.

La termografía por infrarrojos puede captar un total de miles de cambios de temperatura por píxel de imagen térmica. Por lo tanto, una sola unidad de termografía por infrarrojos es tan eficaz como decenas de miles de termómetros de radiación puntual que realizan mediciones simultáneas. También es muy precisa y puede reducir la velocidad de inspección.

También se están introduciendo terminales de autenticación de IA para apoyar el control de acceso avanzado mediante la combinación de reconocimiento facial avanzado y software de gestión.

El terminal de autenticación de IA permite comprobar la temperatura corporal y emite una alarma si se detecta una temperatura anormal. La medición de la temperatura corporal se realiza sin contacto y reconoce la temperatura corporal en 0,4 segundos, con una precisión de medición de unos ±0,3 grados en la detección de la temperatura. La precisión de autenticación también es posible a una distancia de 30-50 cm para un reconocimiento rápido de la cara y la palma de la mano, e incluso cuando se lleva una máscara.

2. Aplicaciones de Termografía por Infrarrojos

Una app dedicada puede vincularse a una termografía infrarroja que puede acoplarse a un smartphone para visualizar fácilmente el calor.

Se conecta mediante el microUSB de Android o el adaptador Lightning de iPhone. La termografía por infrarrojos, que tiene una fuerte imagen de dispositivo profesional, ahora puede ser utilizada fácilmente por usuarios normales gracias a la aplicación.

FLIR Systems ofrece una aplicación FLIR ONE gratuita que puede utilizarse para capturar imágenes térmicas. Al combinar la información infrarroja de onda larga leída por una cámara especial con las fotos de una cámara estándar, FLIR Systems puede tomar imágenes térmicas más nítidas que las de la termografía profesional convencional.

Esta construcción de doble cámara permite visualizar la información “temperatura” en la pantalla del smartphone.

¿Qué es un Intercambiador de Calor?

Un intercambiador de calor es un dispositivo que transfiere calor entre fluidos como el aire y el agua.

Un equipo típico que utiliza un intercambiador de calor es un acondicionador de aire, una máquina que regula la temperatura de una habitación mediante un intercambio de calor entre un refrigerante y el aire. Se han desarrollado diversas construcciones que deben seleccionarse adecuadamente en función del fluido utilizado para el intercambio de calor.

Usos de los Intercambiadores de Calor

Los intercambiadores de calor se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde electrodomésticos hasta aplicaciones industriales. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de intercambiadores de calor

• Equipos de aire acondicionado, como aires acondicionados domésticos y calentadores de agua
• Radiadores de automóviles
• Frigoríficos comerciales en plantas de congelados
• Control de temperatura de gases en plantas de proceso
• Condensadores y economizadores de carbón en turbinas de vapor
• Refrigeración de CPU en ordenadores

En aplicaciones domésticas, los intercambiadores de calor se utilizan en aires acondicionados y frigoríficos. Mantienen la temperatura necesaria transfiriendo calor de la habitación o del interior. Los intercambiadores de calor también pueden utilizarse en calentadores de agua y sistemas de calefacción por suelo radiante.

No faltan ejemplos en la industria. Las fábricas con hornos industriales, por ejemplo, utilizan agua industrial o agua de mar para enfriar la camisa en intercambiadores de calor. Los intercambiadores de calor también se utilizan con frecuencia en centrales eléctricas y otros equipos de infraestructura, y los condensadores en la generación de energía de vapor son un tipo de intercambiador de calor.

Los intercambiadores de calor, como los disipadores de calor, se utilizan para refrigerar ordenadores. Se trata de un producto con varios disipadores de calor, que se instalan directamente sobre el medio generador de calor y utilizan la atmósfera ambiente como medio de refrigeración.

Principios de los Intercambiadores de Calor

Los intercambiadores de calor constan de tuberías y aletas.

Las tuberías son la estructura por la que circula el medio que se va a calentar o enfriar. Generalmente se fabrican en metal y están disponibles en una gran variedad de productos, como acero inoxidable o cobre, en función de la aplicación. Cuando el fluido que sirve como fuente de calor fluye a través de ella, se denomina tubería de transferencia de calor, mientras que cuando el fluido que sirve como fuente de refrigeración fluye a través de ella, se denomina tubería de refrigerante.

Las aletas son estructuras que disipan eficazmente el calor. A menudo se utiliza aluminio por sus excelentes propiedades de transferencia de calor. Se fijan a las tuberías en forma de pliegues.

Según la dirección de flujo de los fluidos a baja y alta temperatura, se dividen en dos tipos: de flujo direccional y de flujo paralelo. El tipo de flujo direccional se utiliza cuando el flujo es en dirección opuesta, mientras que el tipo de flujo paralelo se utiliza cuando el flujo es en la misma dirección. Generalmente, el tipo de flujo direccional se considera más eficiente para el intercambio de calor.

Tipos de Intercambiadores de Calor

Los tipos de estructura más comunes son los intercambiadores de calor multitubulares, los intercambiadores de calor de placas y los intercambiadores de calor en espiral. Otros tipos son los intercambiadores de calor de aletas, de tubos con aletas y de serpentín.

1. Intercambiadores de Calor Multitubulares

Los intercambiadores de calor multitubulares constan de un tubo circular grueso y varios tubos circulares finos dentro del anillo circular. El fluido a intercambiar circula por el tubo circular grueso, mientras que el refrigerante y el agua de refrigeración circulan por los tubos circulares finos para el intercambio de calor. Cada tubo está dividido para que los fluidos no se mezclen y el calor se intercambie entre ellos.

2. Intercambiadores de Calor de Placas

Se trata de un intercambiador de calor en el que varias placas metálicas de transferencia de calor especialmente procesadas se apilan unas sobre otras y los fluidos caliente y frío fluyen alternativamente a través de las placas.

Este intercambiador de calor consigue fácilmente un efecto turbulento y una elevada tasa de intercambio de calor. También tienen la ventaja de un diseño compacto y son menos problemáticos en cuanto a la posición de instalación. Gracias a la estructura apilada de las placas de transferencia de calor, el número de placas puede modificarse en función de los requisitos del proceso. Sin embargo, es difícil utilizar fluidos de alta viscosidad o que contengan partículas, ya que pueden producirse obstrucciones entre las placas.

3. Intercambiador de Calor en Espiral

Se trata de un intercambiador de calor en el que se intercambia calor entre dos fluidos en una trayectoria de flujo en espiral en la que los dos fluidos no se mezclan.

La trayectoria del flujo es de un solo canal, lo que significa que cualquier material adherido a las paredes del intercambiador de calor puede desprenderse de las paredes. Esto se debe a la menor anchura del canal y a la mayor velocidad del flujo. Por tanto, son adecuados para el intercambio de calor de fluidos que contienen impurezas.

4. Intercambiadores de Calor Aire-Aleta

Este intercambiador de calor consta de un tubo y un ventilador. Se utiliza para la refrigeración. El fluido a enfriar circula por el tubo y es enfriado por el flujo de aire mediante la potencia del ventilador.

5. Intercambiador de Calor de Tubos con Aletas

Intercambiador de calor en el que se instalan aletas (placas de transferencia de calor) en tubos tubulares para aumentar el área de transferencia de calor. Se utiliza en los intercambiadores de calor de los aires acondicionados. 6. Intercambiador de calor de tubo con aletas

6. Intercambiador de Calor en Espiral

Se trata de un intercambiador de calor en el que los tubos de transferencia de calor están enrollados y el exterior está encerrado por un cilindro o similar. Se introduce un medio refrigerante o calefactor que intercambia calor con el lado de los tubos.