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Vacuómetro

¿Qué es un Vacuómetro?

Un vacuómetro es un sensor utilizado para medir el vacío en un espacio determinado.

En función de su finalidad, se elige entre un vacuómetro de presión parcial o un vacuómetro de presión total. También existe un gran número de métodos de medición diferentes, y el rango de vacío que puede medirse varía en función de estas diferencias.

Ejemplos de Aplicaciones de los Vacuómetros

En centros de producción donde se exigen altos niveles de limpieza, se emplean frecuentemente los espacios de vacío debido a la notable reducción de impurezas, incluyendo la humedad. Los vacuómetros son instalados en circuitos de fluidos conectados a cámaras y tubos de cuarzo, donde se requiere un control preciso del vacío.

Estos dispositivos, conocidos como vacuómetros, son comúnmente utilizados en espacios de grabado por plasma en equipos de fabricación de semiconductores, así como en instalaciones experimentales, como metalurgia y síntesis orgánica. También encuentran aplicación en situaciones que demandan una limpieza superficial, como en procesos de tratamiento de superficies de objetos, por ejemplo, en equipos de haz y deposición de iones.

Principios de los Vacuómetros

Existen diversos tipos de vacuómetros y principios de medición disponibles para cubrir una amplia gama de necesidades. Estos dispositivos tienen la capacidad de medir de manera precisa la presión de moléculas de gas presentes en cantidades extremadamente pequeñas, lo que permite determinar la densidad del gas y el nivel de vacío en un espacio determinado. Entre los vacuómetros más utilizados se encuentra el vacuómetro Pirani.

El vacuómetro Pirani se basa en el principio de resistencia eléctrica. Calcula la corriente en función de la energía térmica disipada cuando las moléculas de gas chocan con un hilo de platino que conduce electricidad. A partir de este valor, se puede determinar la presión en el espacio de vacío. La lectura de micro-presión se relaciona directamente con el nivel de vacío.

¿Cómo Elegir un Vacuómetro

Dado que hay una amplia variedad de vacuómetros disponibles, es crucial seleccionar el vacuómetro adecuado para cada aplicación específica. Es fundamental comprender las características de cada tipo de vacuómetro, ya que varían según el tipo de aplicación y el método de medición utilizado.

La elección del vacuómetro apropiado también depende del nivel de vacío que se desea medir en el espacio correspondiente. Para garantizar el logro de un vacío final, puede ser suficiente utilizar un solo vacuómetro. Sin embargo, si se pretende evaluar el rendimiento de una bomba de vacío, como la velocidad de bombeo, es recomendable instalar varios vacuómetros. De esta manera, se puede obtener una visión más completa del comportamiento del sistema de vacío.

Tipos de Vacuómetros

Los vacuómetros pueden clasificarse en varios tipos en función de la aplicación, el método de medición y el rango de medición.

1. Por Aplicación

Vacuómetros de Presión Parcial

Se elige un vacuómetro de presión parcial cuando el vacío debe medirse sólo para gases individuales: en una mezcla de dos o más gases, la presión parcial es la presión indicada por cada gas.

Se utiliza para analizar la calidad del vacío, ya que los distintos gases tienen propiedades diferentes a la misma presión. El vacuómetro de presión parcial más común es el espectrómetro de masas.

Los espectrómetros de masas constan de una fuente de iones, un analizador y una unidad de detección. Utilizando un campo eléctrico o magnético, es posible determinar la presión de cada gas observando únicamente iones específicos.

Vacuómetros de Presión Total

Los vacuómetros de presión total se eligen cuando se trata simplemente de medir el vacío en un espacio. Existen numerosos tipos, en función del método de medición, por lo que la elección debe hacerse en función de la finalidad. 

2. Métodos de Medición

Existen tres tipos principales de métodos de medición. Existen tres tipos principales de métodos de medición: métodos que detectan la presión en sí, métodos que utilizan los fenómenos de transporte de los gases y métodos que utilizan los fenómenos de ionización en los gases.

Métodos que Detectan la Presión por sí Mismos

Los vacuómetros que utilizan la detección de la propia presión incluyen los vacuómetros de tubo en U, que son manómetros de presión diferencial con un extremo de un tubo en U de vidrio evacuado y sellado al vacío.

El vacuómetro en forma de U se caracteriza por ser independiente del tipo de gas. Esto hace posible la medición de la presión absoluta y, por tanto, se utiliza como patrón de calibración para otros vacuómetros.

Métodos que Utilizan Fenómenos de Transporte de Gas

Los vacuómetros que utilizan el fenómeno de transporte de gases son los vacuómetros de conductividad térmica. Estos vacuómetros utilizan la propiedad de que la conductividad térmica de los gases varía con la presión.

Existen numerosos tipos de vacuómetros de conducción térmica, como los “vacuómetros Pirani”, los “vacuómetros termistores” y los “vacuómetros termopares”. Es importante señalar que los vacuómetros de conducción térmica se ven más afectados por la radiación térmica que por la conductividad térmica a alto vacío. Por lo tanto, los vacuómetros de conducción térmica tienen el inconveniente de que no pueden utilizarse para medir el alto vacío.

Métodos que Utilizan Fenómenos de Ionización en los Gases

Los vacuómetros Penning (vacuómetros de ionización de cátodo frío) y los vacuómetros iónicos (vacuómetros de ionización de cátodo caliente) son dos tipos de tubos de vacío que utilizan el fenómeno de ionización de los gases. Los vacuómetros Penning utilizan el fenómeno de descarga en el vacío para medir la presión. Son muy duraderos, pero su sensibilidad varía mucho en función del tipo de gas.

La ventaja de los vacuómetros Penning es la sencillez de su circuito. Por otro lado, la desventaja es que las descargas de Penning pueden ser inestables, lo que dificulta la realización de mediciones muy precisas. Además, si la superficie está muy contaminada, la cantidad de electrones emitidos por el cátodo se reduce y no se produce ninguna descarga, y es difícil iniciar una descarga en condiciones de alto vacío.

3. Rango de Medición

La presión se divide en bajo vacío, medio vacío, alto vacío, ultra alto vacío, etc., y el grado de vacío medido depende del tipo de vacuómetro. Los niveles de vacío se clasifican en cinco categorías según el rango de presión, como se indica a continuación. Los vacuómetros Pirani pueden medir vacío bajo a medio, mientras que los vacuómetros de ionización pueden medir vacío medio a ultraalto.

  • Bajo vacío: 105Pa a 102Pa
  • Vacío medio: 102Pa a 10-1Pa
  • Alto vacío: 10-1Pa a 10-5Pa
  • Vacío ultraalto: de -5Pa a 10-8Pa
  • Vacío extremadamente alto: 10-8Pa e inferior
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Balanzas Industriales

¿Qué es una Balanza Industrial?

Las balanzas industriales son instrumentos de medida ampliamente utilizados en diversas industrias, como la agricultura, la silvicultura, la pesca y la producción en general, para el pesaje de objetos.

Existen varios tipos de básculas industriales, desde las balanzas electrónicas utilizadas para el pesaje preciso en laboratorios, como el análisis químico, hasta las básculas de suelo que se empotran en el suelo y se utilizan para medir camiones enteros de gran tamaño. Además, existen varios tipos de balanzas en función del uso previsto y del entorno de medición, como las especificaciones a prueba de polvo para pesar polvos, las especificaciones a prueba de agua para pesar líquidos ligeros y las especificaciones a prueba de explosiones para pesar en zonas peligrosas donde pueden generarse gases explosivos.

Usos de las Balanzas Industriales

Las balanzas industriales son ampliamente utilizadas en diversas industrias para determinar pesos y medidas según las necesidades específicas de cada sector. Estas balanzas se emplean en una variedad de aplicaciones, como investigación y desarrollo, análisis químico en laboratorios, producción y almacenamiento en la industria agrícola, forestal y pesquera, así como en plantas de fabricación de productos industriales y en almacenes de la industria logística.

En el ámbito de la producción y logística, las balanzas industriales se utilizan como contadores para determinar la cantidad de productos. Por ejemplo, para contar pequeñas piezas roscadas, se almacena previamente el peso de unas 100 piezas en la balanza industrial, lo que permite determinar la cantidad de productos simplemente colocándolos en la balanza.

Estas balanzas también se integran en procesos de fabricación automatizados, como el llenado automático de líquidos y polvos, la verificación de la cantidad de llenado, el pesaje, la mezcla y la dosificación en operaciones de procesamiento por lotes. Las balanzas industriales son ampliamente utilizadas en diversas industrias, como la farmacéutica, cosmética, química y alimentaria.

Principios de las Balanzas Industriales

Las básculas generales incluyen básculas de resorte basadas en la ley de Hooke y balanzas basadas en el principio de palanca, pero las básculas industriales utilizan principalmente principios de medición electromagnéticos, de célula de carga y de diapasón.

1. Balanzas Industriales Electromagnéticas

La estructura interna de una balanza industrial electromagnética es similar a la de una balanza. Una muestra se coloca en un lado de la varilla y una bobina electromagnética se coloca en el lado opuesto de la varilla a través del fulcro.

Se mide la fuerza electromagnética necesaria para mantener el equilibrio con respecto al peso de la muestra y la fuerza electromagnética se convierte en peso. El método electromagnético permite realizar mediciones muy precisas y es adecuado para básculas que miden muestras diminutas, como las balanzas analíticas.

2. Balanzas Industriales Tipo Célula de Carga

Este tipo de instrumento de pesaje consta de una galga extensométrica que detecta la distorsión de un generador de deformación, distorsionado por el peso del instrumento. Un lado del elemento de medición está fijo y en el otro se coloca una muestra.

La deformación generada por el peso de la muestra es extraída como valor de resistencia por la galga extensométrica y convertida en peso. La estructura es relativamente sencilla y barata. Este método es adecuado para medir objetos pesados en los que los requisitos de precisión no son tan elevados.

3. Balanzas Industriales de Diapasón

Las balanzas industriales de diapasón miden la frecuencia de oscilación de una muestra cuando se aplica una carga a un transductor formado por dos diapasones conectados entre sí, y convierten el cambio de frecuencia en peso. Se trata de un principio de medición relativamente nuevo, y su precisión de medición se sitúa entre la de los tipos electromagnético y de célula de carga.

Más Información sobre las Balanzas Industriales

1. Balanzas de Plataforma

Las plataformas de pesaje son un término genérico para los instrumentos de pesaje que miden el peso de objetos estacionarios colocándolos sobre una superficie plana en forma de plataforma, denominada mesa de pesaje. La plataforma se hunde debido al peso del objeto colocado sobre ella y la cantidad del hundimiento se mide como el peso.

Existen diversos productos para una amplia gama de fines y capacidades, como las básculas domésticas, las básculas de cocina, las básculas para tiendas, las básculas para medir el volumen de gas propano y las básculas para camiones, que tienen una estructura de plataforma de pesaje en el suelo y pueden transportar por sí solas vehículos de gran tamaño y otros objetos.

Además de los tipos analógicos que utilizan muelles, también hay una gran variedad de productos con estructuras internas como células de carga, sensores electromagnéticos, tipos digitales con pantallas numéricas digitales, estructuras impermeables y a prueba de explosiones, etc., en función de la aplicación, la capacidad de pesaje y el rango de precios.

2. Plataformas de Pesaje

En el “instrumento de pesaje” de medición de masas, se denomina así al platillo o plataforma de pesaje sobre el que se coloca el objeto a medir. Según el fabricante, a veces se denomina plataforma de pesaje como nombre de producto de una “balanza de plataforma”.

3. Balanza Electrónica

Las balanzas electrónicas son principalmente “básculas electrónicas” para medir masa. Algunos modelos tienen una estructura de balanza incorporada, mientras que otros tienen una estructura monobloque sin estructura de balanza. Los métodos de medición de las balanzas electrónicas incluyen el equilibrado de fuerza electromagnética, la célula de carga y la vibración de diapasón.

Las balanzas electromagnéticas fueron el pilar de las primeras balanzas electrónicas, pero las que utilizan células de carga de galgas extensométricas están ahora ampliamente disponibles. La precisión de la medición suele ser mayor con el método de equilibrado electromagnético de fuerzas que con el método de célula de carga.

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Sensores de Partículas

¿Qué es un Sensor de Partículas?

Un sensor de partículas es un dispositivo que cuenta el número de partículas presentes en el aire inhalado durante un periodo de tiempo determinado.

Se utilizan principalmente en salas blancas. Partículas” se refiere aquí a partículas finas de materia extraña, que deben controlarse porque causan defectos y bajos rendimientos, especialmente en la fabricación de semiconductores.

Un contador de partículas es un dispositivo similar, pero su aplicación es casi la misma. Sin embargo, los sensores de partículas pueden medir de forma continua, mientras que algunos contadores de partículas no son capaces de realizar mediciones continuas.

Los contadores de partículas suelen medir con más precisión que los sensores de partículas, suelen ser dispositivos más grandes y muchos modelos pueden utilizarse tanto en aire como en líquidos. Los modelos de alto rendimiento pueden medir partículas mayores de 0,1㎛.

Aplicaciones de los Sensores de Partículas

Los sensores de partículas son dispositivos que se utilizan para contar el número de partículas presentes en el aire durante un período de tiempo determinado, especialmente en entornos como salas blancas. Estas partículas finas de materia extraña deben controlarse, ya que pueden causar defectos y reducir el rendimiento en la fabricación de semiconductores.

La gama de aplicaciones se está ampliando; por ejemplo, hay sensores de partículas que se utilizan en vehículos para medir las PM2,5, de las que se teme que tengan repercusiones en el cuerpo humano. Los modelos ultracompactos, bastante pequeños, suelen ser muy populares, y algunos pueden instalarse en carriles DIN para ahorrar espacio, mientras que otros pueden montarse en la pared.

Principio de Funcionamiento de los Sensores de Partículas

Hay dos principios de funcionamiento principales de los sensores de partículas: dispersión de la luz o apantallamiento de la luz. Ambos llevan incorporada una bomba de aspiración de aire y realizan mediciones continuas a velocidad constante, pero difieren en sus métodos de detección de partículas, que utilizan la dispersión de la luz o la atenuación en el paso de la luz.

1. Dispersión de la Luz

Los sensores de partículas por dispersión de la luz utilizan un fotodiodo para detectar la dispersión de la luz, normalmente cuando un láser incide sobre una partícula en el aire, convirtiendo la luz dispersa en una señal eléctrica.Con este método, el tamaño y el número de partículas pueden contarse basándose en el número y la intensidad de las señales eléctricas causadas por la dispersión de la luz.

2. Método de Apantallamiento de la Luz

En el método de apantallamiento de luz utilizado por los sensores de partículas, se emite luz constantemente sobre un fotodiodo. El tamaño y el número de partículas se cuentan al detectar la señal eléctrica resultante del debilitamiento de la luz al atravesar las partículas presentes en el aire, entre la fuente de luz y el fotodiodo.

Es importante prestar atención a los ajustes de precisión de la medición en los sensores de partículas. Tanto en los métodos de dispersión como en el de apantallamiento de luz, si la precisión de medición del sensor es demasiado alta para la limpieza requerida en una sala blanca, es probable que aumente el error de medición.

Para utilizar sensores de partículas y mantener el margen de error deseado para el control de la limpieza en salas blancas, es necesario seleccionar un modelo con un rango de medición adecuado.

Más Información sobre los Sensores de Partículas

1. Diferencias entre los Medidores de Polvo y los Sensores de Partículas

La diferencia más significativa entre un medidor de polvo y un sensor de partículas o contador de partículas es la concentración de la materia particulada que se va a medir.Los medidores de polvo suelen estar diseñados para medir altas concentraciones de partículas, de 0,01 mg/m3 o más, y evalúan la concentración en función del peso, no de la cantidad, de las partículas. Por otro lado, los sensores de partículas y los contadores de partículas difieren en que cuantifican las mediciones por el número de partículas.

Los contadores de partículas, en particular, son principalmente para mediciones de un solo disparo y tienen una especificación detallada de la Clase 1 a la Clase 9, con el fin de soportar la medición en entornos de baja concentración y muy limpios, mientras que los medidores de polvo son para mediciones continuas y tienen un rango de concentración relativamente amplio que se puede medir.

2. Sensores de Partículas Portátiles

En los últimos tiempos, la limpieza se exige en una gran variedad de entornos e industrias, y los puntos de medición no se limitan a las salas blancas, sino que abarcan también una amplia gama.

Los fabricantes están desarrollando una variedad de sensores de partículas para mejorar la comodidad del usuario, incluidos modelos que funcionan con baterías de iones de litio y pueden conectarse a un PC mediante USB para el análisis de datos, modelos que pueden conectarse a un sistema de supervisión multipunto y modelos equipados con una cámara.

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Endoscopios Industriales

¿Qué es un Endoscopio Industrial?

Un endoscopio industrial es una herramienta utilizada para visualizar áreas que no son visibles a simple vista, como espacios estrechos y tubos complicados.

Consiste en una sonda larga y delgada que contiene una cámara en su extremo. La cámara puede ser colocada en la parte que se desea observar, permitiendo visualizar el interior a través de un ocular o proyectando las imágenes en un monitor o PC para una visualización en tiempo real.

La elección adecuada de la resolución, la profundidad de enfoque, la longitud de la sonda y la unidad principal, la flexibilidad de la sonda, el número de fuentes de luz y el rango de temperatura operativa dependen del objetivo de observación, la aplicación y el entorno de trabajo. Además, muchos endoscopios industriales actuales cuentan con cámaras de alto rendimiento y luces LED, lo que proporciona imágenes más claras y definidas.

También es posible grabar videos con estos endoscopios, lo cual resulta útil para revisar y gestionar los datos posteriormente.

Aplicaciones de los Endoscopios Industriales

Los endoscopios industriales se utilizan ampliamente en campos industriales como la automoción, la aviación, las centrales eléctricas e infraestructuras como el suministro de gas y agua.

1. Sectores Automovilístico, Aeronáutico, Ferroviario y Naval

Inspección interna de motores, componentes hidráulicos, toberas de inyección, turbinas, etc.

2. Industria Energética

Mantenimiento e inspección de condensadores, tuberías, turbinas, etc. en centrales nucleares y térmicas.

3. Ingeniería Civil y Construcción

Mantenimiento de puentes, diagnóstico de estructuras de acero, observación de subsuelos y techos, etc.

4. Infraestructuras

Inspección de óxido, corrosión, obstrucciones, etc. de tuberías en instalaciones de agua y gas.

Principio de los Endoscopios Industriales

Los endoscopios constan de tres componentes principales: un mecanismo de iluminación, una cámara y una función de procesamiento de imágenes. En el extremo del endoscopio se encuentra una superficie reflectante o una lente óptica que transmite la imagen a la cámara. Para transmitir la luz, se utiliza una fibra óptica que está protegida por un tubo rígido o una vaina flexible.

Los endoscopios se utilizan en ensayos no destructivos para evaluar el estado de componentes y estructuras internas, y las imágenes pueden visualizarse en tiempo real durante la inspección.

Son extremadamente difíciles de manejar y deben ser operados por técnicos con formación especializada.

Tipos de Endoscopios Industrialesendoscopios industriales

Los endoscopios industriales constan de una unidad principal y una sonda, algunas de las cuales tienen un monitor, otras pueden conectarse a un PC y otras miran a través de un ocular.

Existen distintos tipos de endoscopios industriales, como los videoscopios, los fibroscopios y los duroscopios.

1. Videoscopios

Se caracteriza por una pequeña cámara dedicada montada en la punta de la sonda, que permite ver imágenes en una pantalla dedicada o en un smartphone en tiempo real. Al mismo tiempo, se pueden tomar imágenes fijas y algunos pueden medir la longitud del objeto.

Además de ser resistentes al agua, también pueden utilizarse para examinar el interior de equipos y tuberías submarinos.

2. Fibroscopios

Se utilizan principalmente para inspecciones y reparaciones no destructivas. Se caracteriza por el uso de sondas formadas por miles o decenas de miles de fibras flexibles.

Cada fibra de vidrio recoge la luz y permite obtener una imagen con un ocular situado al otro lado. Como cada fibra de vidrio actúa como una cámara, la imagen resultante refleja la sombra de la estructura de panal de las fibras de vidrio.

3. Espejo Rígido

La imagen obtenida por la lente del objetivo se transmite por una lente de relevo. La parte palpadora de la lente de relevo es un tubo metálico y no se puede doblar. Se caracteriza por su estructura sencilla y su fácil manejo.

Los espejos rígidos constan de una fuente de luz, una fibra óptica, una lente y una cámara, y se utilizan en aplicaciones médicas como la cirugía, el tratamiento y la observación de zonas con lesiones.

Características de los Endoscopios Industriales

1. Diversidad de Funciones

Los endoscopios industriales están equipados con una gran variedad de funciones útiles. Algunos productos ofrecen zoom en el monitor o un sensor de temperatura y función de alarma en el extremo del cable de la cámara.

Otros productos disponen de un micrófono manos libres para el almacenamiento de audio y vídeo, un LED blanco ultrabrillante en la punta para ajustar el brillo del objeto según se desee y una función de flash mediante LED, lo que los convierte en dispositivos útiles para una amplia gama de aplicaciones. Se trata de un práctico dispositivo que le permite elegir la función que mejor se adapte a sus necesidades.

Además, muchos productos pueden transmitir datos a un PC o a un monitor de TV, lo que permite compartir imágenes con varias personas. 2. Alta resistencia al calor.

2. Alta Resistencia al Aalor

Algunos endoscopios industriales son resistentes al calor, lo que los hace adecuados para observar el interior de tuberías y maquinaria. Por ejemplo, la temperatura del aceite del motor de un automóvil puede superar a veces los 100 °C, por lo que deben utilizarse endoscopios con características de resistencia al calor de hasta 200 °C.

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Threaded Coupling

What Is a Threaded Coupling?

Threaded Couplings

Threaded coupling, known in various terms like threaded joint, screw joint, or screwed fitting, is a type of pipe fitting employed to connect pipes for various purposes such as changing fluid direction, branching, connecting different diameters, closing pipe ends, installing devices, and compensating for movement. It is one of the four main types of pipe joints, alongside welded, flanged, and ferrule joints.

Uses of Threaded Couplings

Threaded couplings are cost-effective solutions for joining pipes without special tools, applicable in power generation, chemical plants, buildings, and homes. They are particularly suited for low-pressure fluid piping.

Principle of Threaded Couplings

Threaded couplings, designed with either parallel or tapered pipe threads, facilitate direct fastening into tapped holes. These threads, detailed in standards like ISO 228-1 and ANSI/ASME B1.20.1, ensure secure connections. The choice between parallel and tapered threads depends on the application and sealing requirements.

Types of Threaded Couplings

Threaded couplings vary in shape and purpose, including elbows, tees, crosses, sockets, bushings, nipples, caps, plugs, and unions. Each type serves specific functions in piping systems, from changing directions to branching and closing paths.

Other Information on Threaded Couplings

Threaded couplings are governed by standards such as ANSI/ASME B16.1, covering specifications, materials, and applications. Materials range from stainless steel to malleable iron, with surface treatments like galvanizing or epoxy coating to enhance corrosion resistance. 

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Small Truss Head Screw

What Is a Small Truss Head Screw?

A small truss head screw features a flat screw head with a rounded top, offering a larger diameter than small pan head screws and a lower profile than small binding head screws. For visual reference, see Figure 1 depicting truss head screws alongside pan and binding head screws.

Figure 1. Truss head screw, Pan head screw, Binding head screw Figure 1. Truss Head Screw, Pan Head Screw, Binding Head Screw

“Small screws” are defined as having a relatively small nominal diameter, typically with slotted or cross-shaped driving parts.

Uses of Small Truss Head Screws

Small truss head screws are commonly used in applications where the female thread is directly created in the item being fastened, such as in door knob and guard installations, as illustrated in Figure 2.

Figure 2. Example of using truss head screws Figure 2. Example of Using Truss Head Screws

These screws offer a large head diameter for increased contact area, enhancing resistance to loosening. The rounded head also contributes to aesthetics and prevents the seat surface from sinking into fastened parts, making them ideal for wooden components.

Principle of Small Truss Head Screws

Small truss head screws are designed for direct fastening into tapped holes without the need for a nut, tightened using Phillips or flat-blade screwdrivers. The length of these screws is measured excluding the head height, a distinction important for accurate application.

Types of Small Truss Head Screws

The classification of small truss head screws can be based on the head hole shape or material strength, as detailed below and in Figure 3.

Figure 3. Types, Materials, and Shapes of Truss Head Screws Figure 3. Types, Materials, and Shapes of Truss Head Screws

1. Classification by Hole Shape of the Screw Head

Small truss head screws feature either a cross (Phillips or Pozidriv) or slotted head design, each requiring specific tools for tightening.

Figure 4. Truss head screw head hole and tool shape

Figure 4. Truss Head Screw Head Hole and Tool Shape

2. Material (Strength Classification)

Materials range from steel and stainless steel to nonferrous metals, each classified by strength and adhering to specific standards.

Other Information on Small Truss Head Screws

Standards such as ANSI/ASME B18.6.3 govern the specifications for small truss head screws. Sizes typically range from M2 to M8, with recommended lengths from 4 to 60 mm.

SUS403

SUS403とは

SUS403とは、ステンレス鋼の1種で、マルテンサイト系に分類される代表的なステンレスです。

SUS410など、他のマルテンサイト系ステンレス中では耐食性は高い方ですが、オーステナイト系と比べると劣る傾向があります。そのため、室内など腐食の可能性が低い場所では問題なく使用できますが、屋外で雨ざらしになる場所、沿岸部など海水・潮風に触れる環境では錆びてしまうので、他のステンレスの使用が推奨されます。

SUS403の使用用途

SUS403は強度・耐摩耗性・耐熱性が必要となる環境下での使用や、一般機械部品・工具類など幅広く使用されているステンレス鋼です。

1. 一般機械部品

耐摩耗性が必要とされる部品、具体的にはタービンブレード、シャフト類、ブレーキディスク、ベアリング、ブラケット部品などが挙げられます。農業で使用される水中ポンプの主軸などの部品、噴霧器のノズルやその他部品、水道用バルブの弁棒などにも使われています。

2. 工具類

強度があるため、六角ボルトやナットなどのボルト類、タッピング、コーススレッドの素材として使われています。SUS304製のボルトと組み合わせるナットとして用いた場合、焼付防止やかじり防止効果があります。他にも万力や、建築現場の基礎工事で鉄筋の結束に使用するハッカーなど、ステンレス製の工具に用いられます。

3. その他

製造業などの工場で、清浄さが求められる場所や温度変化が大きい場所の備品として使用されています。例として、クリーンルームや冷凍庫内で使用するステンレスワゴンやステンレス棚、洗浄カゴが挙げられます。身近な例では包丁やナイフなど刃物、キッチンの換気扇フードにも使われています。

SUS403の性質

SUS403は汎用性が高く、耐熱性・耐摩耗性・高応力性に優れている特徴があります。約13%のクロムと0.15%以下の炭素を含みます。13クロムステンレス鋼とも呼ばれています。

構成成分の約80%が鉄であるため常に強い磁性を持つ特性があり、同時に炭素を豊富に含んでいるため、焼き入れ・焼き戻しを行うことで高硬度、高強度を得られる素材です。500℃まで加熱しても強度がほとんど低下しないほど熱に強いため、高温環境下において強度が必要とされる場合にも使用されます。

また、ニッケルを含むオーステナイト系ステンレスと比較して材料コストを低く抑えることができます。

SUS403のその他情報

1. マルテンサイト系ステンレスの特徴

SUS403を代表とするマルテンサイト系ステンレスの特徴を説明します。マルテンサイト系ステンレスにはSUS403以外にも、SUS410、SUS420J1、SUS420J2があります。炭素の含有量が多く、焼入れ焼き戻しにより、硬度、強度、耐摩耗性などの機械的物性を高めることができます。特に硬度はフェライト系、オーステナイト系と比較してマルテンサイト系が最も高いです。

一方で、炭素を多く含むことから、耐腐食性を向上させているクロムが炭化物になりやすく、これによりクロム酸化物の保護被膜に欠陥ができやすくなります。クロム炭化物の欠陥を起点とした腐食が起こりやすく耐食性は他のステンレスと比較して劣ります。また、マルテンサイト系ステンレスはすべて磁性を持ちます。

2. 熱処理

SUS403をはじめとするマルテンサイト系ステンレスは成形加工後に焼入れと呼ばれる熱処理を行うことが一般的です。焼入れによって、機械的物性、特に硬度が飛躍的に高まります。焼入れは980~1,050℃で行われ、30分ほど焼入れ温度に保持したのち、油冷、空冷します。この加熱から冷却の処理を焼入れといいます。

焼入れ後のステンレスは、さらに焼戻しと呼ばれる加熱処理が行われます。焼戻しは150〜200℃で保持後に空冷する低温焼き戻しと、600〜750℃で保持して急冷する高温焼戻しの2種類です。

焼入れ、焼戻しの処理により、マルテンサイト系ステンレスは、期待される物性を発現するようになります。

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Rotating Shaft

What Is a Rotating Shaft?

Rotating ShaftsA rotating shaft is a mechanical element that rotates, typically to transmit power from a motor to other parts like pulleys and gears.

This article will focus on the rotating shaft as a power transmission component and its role in various types of equipment, including robots.

Uses of Rotating Shafts

Rotating shafts are categorized into drive shafts and driven shafts, each with distinct functions:

1. Drive Shaft

  • Used to transmit motor power to the agitator blades or pump impellers.
  • Converts rotary motion to linear motion, as in the case of a ball screw.

2. Driven Shaft

  • Supports gears or pulleys, as seen in robot wrists or geared motors.
  • Transmits power from drive shafts to remote parts using transmission elements.

Principle of Rotating Shafts

Rotating shafts are designed to transmit engine or motor power through rotation. They use gears to vary rotational speed, pulleys for power transmission by friction, and fans for moving air along the shaft. Typically, these shafts are supported by bearings at both ends.

Types of Rotating Shafts

Shafts are classified as drive shafts, connected to the power source, or driven shafts, which transfer power to other components.

Performance and Cost Considerations

Key Factors

  • Material: Determines strength and corrosion resistance.
  • Tolerance: Important for fitting, dimensional accuracy, and geometric tolerance.
  • Additional machining: For fixing rotating elements.
  • Surface treatment: To enhance strength and corrosion resistance.

Common Materials and Treatments

  • “S45C” and “SAE 304” are typical materials, chosen for cost-effectiveness and rust resistance.
  • Surface treatments like iron tetroxide coating, electroless nickel plating, and high-frequency quenching are used to improve durability and functionality.
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Impresoras de Tarjetas de Identidad

¿Qué es una Impresora de Tarjetas de Identidad?

Una impresora de tarjetas de identificación es un dispositivo utilizado para imprimir tarjetas de identificación de empleados y tarjetas de identificación en general.

Al utilizar una impresora de tarjetas de identificación, se minimiza el riesgo de filtración de datos personales de los empleados, ya que la impresión se realiza internamente. Además, se reducen los costos asociados con la subcontratación de la impresión y se tiene mayor control sobre la emisión de tarjetas.

El proceso de impresión implica la vaporización de tinta mediante calor y su transferencia a una tarjeta de plástico que puede tener un chip IC o una banda magnética integrados. Los métodos de impresión pueden ser directos o de retransferencia, dependiendo de la tecnología utilizada.

Usos de las Impresoras de Tarjetas de Identidad

Las impresoras de tarjetas de identificación se emplean para imprimir tarjetas de identificación de empleados y tarjetas de identificación utilizadas en diversas empresas y establecimientos. Estas impresoras son utilizadas para emitir pases de acceso, fortalecer la seguridad en la empresa, gestionar la asistencia y autenticar dispositivos electrónicos como fotocopiadoras y ordenadores.

En función de las necesidades del producto, se pueden utilizar codificadores de chips IC para insertar información en chips integrados, o codificadores magnéticos para introducir información en tarjetas con banda magnética. Al seleccionar una impresora de tarjetas, es importante considerar el método de impresión, el tipo de tarjeta compatible, la velocidad de impresión y la calidad del acabado.

Principios de las Impresoras de Tarjetas de Identidad

Las impresoras de tarjetas de identificación imprimen en tarjetas de plástico utilizando la impresión directa o la impresión por retransferencia.

1. Método de Impresión Directa

El método de impresión directa es un método de impresión que transfiere la tinta vaporizada por el calor directamente sobre la tarjeta de plástico que se va a imprimir. Al requerirse menos procesos para la impresión, se dispone de muchos dispositivos baratos y los costes de funcionamiento son menores.

Sin embargo, la impresión en chips IC no es posible y además se ve muy afectada por el polvo y el sebo. Además, dependiendo de la tarjeta a imprimir, puede que no sea posible imprimir.

Con este método tampoco es posible imprimir en los bordes de la tarjeta. Puede utilizarse para tarjetas fabricadas con PVC.

2. Método de Impresión por Retransferencia

El método de impresión por retransferencia consiste en imprimir una vez la imagen que se desea imprimir en una película de retransferencia, presionar la película sobre la tarjeta que se desea imprimir y aplicar calor para transferir la imagen de la película a la tarjeta.

Además de producir una impresión nítida, este método también puede utilizarse cuando la superficie de la tarjeta que se va a imprimir es irregular, o incluso sobre tarjetas IC. El método de retransferencia también puede imprimir en toda la superficie de la tarjeta, incluso en los bordes. Por otro lado, los costes de funcionamiento son más elevados debido al uso de película y otros materiales.

Como el sistema no imprime directamente, puede imprimir no sólo en tarjetas de PVC, sino también en tarjetas de otros materiales. Por ejemplo, tereftalato de polietileno PET/PET-G/policarbonato PC.

Características de las Impresoras de Tarjetas de Identidad

1. Tarjetas de Alta Calidad

La impresión sin bordes y de bordes completos mediante tecnología de retransferencia permite imprimir imágenes en color bien diseñadas.

2. Alta Resolución

Con una especificación de resolución de 600-1.200 ppp, incluso los caracteres más pequeños pueden mostrarse con alta definición. Incluso los códigos QR pequeños pueden colocarse manteniendo la calidad del diseño.

3. Impresora de Alta Funcionalidad

Los codificadores pueden utilizarse para codificar tarjetas IC sin contacto mientras se imprime en la tarjeta. La impresora de inyección de tinta también puede imprimir a altas velocidades de 50 hojas/m o más.

4. Conexión con Sistemas Existentes

El sistema puede vincularse a los sistemas internos existentes, a los sistemas de gestión de socios y a los sistemas de gestión escolar.

Más Información sobre las Impresoras de Tarjetas de Identidad

1. Ventajas de las Impresoras de Tarjetas de Identidad

La producción interna de tarjetas de identificación, como carnés de empleado, tarjetas de identidad, carnés de estudiante, carnés de socio y certificados médicos, presenta varias ventajas.

En primer lugar, garantiza la seguridad de la información personal confidencial de empleados, estudiantes, socios y pacientes al evitar filtraciones externas.

En segundo lugar, ofrece flexibilidad en los plazos de producción, lo que permite imprimir tarjetas de manera rápida y eficiente. Esto resulta especialmente útil en casos de cambios de personal, donde se requiere la emisión inmediata de nuevas tarjetas. Además, las tarjetas de reconocimiento médico pueden imprimirse y entregarse durante la consulta, ahorrando tiempo y mejorando la experiencia del paciente.

Además, la producción interna de tarjetas resulta más rentable. Mientras que la externalización de la producción puede ser costosa, imprimir internamente reduce significativamente los costos a menos de 100 yenes por tarjeta.

Otra ventaja es la capacidad de imprimir grandes volúmenes de tarjetas de forma rápida. Las impresoras modernas pueden imprimir hasta 50 o más tarjetas con fotos por minuto, lo que facilita la emisión de grandes cantidades en poco tiempo.

Además, las impresoras de chorro de tinta ofrecen una mayor seguridad, ya que no utilizan cintas de tinta que puedan comprometer la confidencialidad de los datos personales.

Por último, estas impresoras permiten una impresión en color de alta resolución, lo que permite imprimir fotos, texto y diseños con gran precisión y calidad estética.

2. Sistema de Tarjetas con Soporte Adhesivo

La tarjeta con soporte adhesivo es una tarjeta de identificación que permite utilizar repetidamente la tarjeta IC. La tarjeta se fabrica imprimiendo información personal, etc., y despegando el papel adhesivo para pegarlo a la tarjeta IC. Al despegar la tarjeta con soporte adhesivo, se pueden reutilizar las costosas tarjetas IC.

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Microscopios Electrónicos

¿Qué es un Microscopio Electrónico?

Los microscopios electrónicos son instrumentos que utilizan un haz de electrones para iluminar una muestra y observarla. Debido a la longitud de onda extremadamente corta de los electrones, estos microscopios pueden visualizar estructuras ultrafinas que no son visibles con microscopios ópticos convencionales. Hay dos tipos principales de microscopios electrónicos: los que generan imágenes basadas en la transmitancia del haz de electrones y los que generan imágenes mediante la interacción del haz de electrones con la muestra.

Los microscopios electrónicos disponibles en el mercado suelen estar diseñados específicamente para aplicaciones industriales y para la observación de muestras biológicas. A menudo se les conoce simplemente como microscopios electrónicos o EM por sus siglas en inglés.

Usos de los Microscopios Electrónicos

En la industria, los microscopios electrónicos se emplean para el análisis de superficies fracturadas en piezas metálicas dañadas, lo que permite determinar la causa del daño. También se utilizan para la inspección de la calidad de materiales procesados al observar su superficie. En el campo de los polímeros macromoleculares, se utilizan para estudiar las propiedades de redes y detectar impurezas. En las ciencias biológicas, los microscopios electrónicos son utilizados para visualizar la microestructura de orgánulos intracelulares y mapear conexiones neuronales al observar células neuronales complejamente entrelazadas. Además, en 2017, el Premio Nobel de Química fue otorgado a esta tecnología por su potencial aplicación en el análisis estructural de proteínas, mediante el uso de sencillos tratamientos previos en las muestras.

Principios de los Microscopios Electrónicos

Los microscopios electrónicos se componen de una fuente, una lente y un detector, aunque su configuración es similar a la de un microscopio óptico, cada uno de estos elementos es significativamente diferente.

En primer lugar, los haces de electrones se ven afectados y se aniquilan al chocar con moléculas y otros objetos en el aire, por lo que es necesario generar e irradiar el haz de electrones en un entorno de vacío.

En segundo lugar, en lugar de utilizar lentes de vidrio transparente como en la óptica convencional, se emplean lentes magnéticas que utilizan campos magnéticos para enfocar los haces de electrones. Estas lentes magnéticas presentan grandes aberraciones ópticas y se diseñan con una abertura pequeña para mejorarlas. Esto permite a los microscopios electrónicos tener una mayor profundidad de enfoque y la capacidad de observar objetos tridimensionales con mayor detalle.

Los microscopios electrónicos estándar se dividen en dos categorías principales:

1. Microscopios Electrónicos de Transmisión (MET)

Este método transmite un haz de electrones a través de la muestra y obtiene un contraste basado en la atenuación del haz. Para que el haz de electrones penetre en la muestra, el grosor de ésta debe ajustarse para que sea muy fina. La fuerza de los electrones se denomina tensión de aceleración, y a una tensión de aceleración de 300 kV la longitud de onda es de 0,00197 nm, que es extremadamente corta, y la resolución es de 0,1 nm, que es del orden del tamaño del material original. Esto se puede convertir en un aumento máximo de 800.000x, que es 800 veces superior al de un microscopio óptico, lo que demuestra la alta resolución. Los microscopios electrónicos de transmisión observan los electrones transmitidos a través de la muestra, por lo que son excelentes para ver la estructura interna de una muestra, como la estructura cristalina dentro de un área muy pequeña.

2. Microscopios Electrónicos de Barrido (SEM)

Cuando se irradian materiales con haces de electrones en el vacío, se emiten electrones secundarios, electrones reflejados y rayos X característicos. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido se forman a partir de electrones secundarios y señales de electrones reflejados mediante el barrido de haces de electrones enfocados espacialmente. Los electrones secundarios se generan desde cerca de la superficie de la muestra, lo que hace que la imagen de electrones secundarios sea adecuada para ver las irregularidades microscópicas de la muestra. El número de electrones reflejados depende de la composición de la muestra (número atómico, orientación del cristal, etc.). Por lo tanto, la imagen de electrones reflejados es adecuada para evaluar la distribución composicional de la superficie de la muestra.

Cuando un haz de electrones incide sobre una muestra, los átomos que componen su superficie se excitan y emiten electrones. Otras emisiones, como los electrones reflejados y los rayos X característicos, se denominan electrones secundarios y se obtienen mediante el barrido puntual de la intensidad de los electrones secundarios emitidos.

Alcance de un Microscopio Electrónico

Los microscopios electrónicos tienen una resolución extremadamente alta en comparación con los microscopios ópticos ordinarios, por lo que pueden observar, por ejemplo, las diminutas estructuras tisulares de las células y los cristales metálicos del orden del tamaño atómico.

Tomando las células como ejemplo, la microscopía óptica no permite observar con detalle las estructuras finas de las células distintas del núcleo, mientras que la microscopía electrónica sí. Esto permite investigar en detalle diversas funciones, como el funcionamiento de las enzimas dentro de la célula y las reacciones de las estructuras celulares.