月: 2023年4月

¿Qué es la Pasta de Plata?

La pasta de plata es un adhesivo conductor compuesto por partículas de plata dispersas en una resina. A diferencia de la soldadura, que requiere altas temperaturas, la pasta de plata puede sinterizarse a temperaturas más bajas, alrededor de 100°C, lo que minimiza los daños al material.

Se utiliza para conducir y fijar componentes electrónicos, como condensadores, al sustrato subyacente. Proporciona una conexión conductiva confiable y se aplica fácilmente mediante técnicas de impresión o dispensado.

Usos de la Pasta de Plata

La pasta de plata puede sinterizarse a bajas temperaturas y se utiliza mucho para placas de circuitos de dispositivos electrónicos, electrodos de pantallas y componentes piezoeléctricos. En los últimos años, ha aumentado la petición Las placas de cableado pueden fabricarse a un costo menor que laminando una lámina de cobre.

En las células solares sensibilizadas con colorantes, que están llamando la atención como la próxima generación de células solares, el cableado se procesa utilizando pasta de plata sobre vidrio para mejorar aún más la conductividad del vidrio conductor transparente.

Principio de la Pasta de Plata

La pasta de plata es un método para obtener conductividad utilizando una reacción de curado causada por el calentamiento de una resina para poner en contacto las partículas de plata contenidas.

1. Resina

La pasta de plata utiliza principalmente resina de base epoxi, y se han realizado estudios sobre la relación entre su estructura y propiedades, así como avances en el desarrollo de agentes de curado. La reacción de curado de las resinas epoxi ocurre mediante una polimerización entre la resina y el agente de curado, lo que resulta en la formación de una estructura tridimensional fuertemente unida.

Cuando se utilizan aminas como agentes de curado, la polimerización ocurre a través de la reacción entre las aminas y los grupos epoxi o entre los grupos amino e hidroxilo. Inicialmente, la mezcla tiene una consistencia líquida que se vuelve gelatinosa al calentarse. Con el tiempo, pasa a un estado gomoso y finalmente alcanza un estado vítreo.

El proceso de curado finaliza cuando se completa la transición al estado vítreo. La temperatura en la que ocurre esta transición se conoce como temperatura de transición vítrea.

2. Partículas de Plata

Como mecanismo conductor, las partículas de plata de tamaño micrométrico entran en contacto entre sí y la electricidad fluye a través de ellas. Para garantizar una buena conexión eléctrica entre las partículas, se suelen utilizar partículas de plata planas en forma de escamas en lugar de partículas esféricas.

Al calentarse, las partículas de plata se incorporan a los cambios estructurales moleculares tridimensionales de la resina epoxi. Al calentarse, todo el material se contrae al curarse, lo que permite que las partículas de plata entren en contacto entre sí y adquieran así conductividad. Además de las partículas de plata, también hay pastas de oro y níquel.

Tipos de Pasta de Plata

Existen numerosos tipos de resinas adhesivas y partículas conductoras disponibles para mezclar, y se han desarrollado y comercializado una amplia variedad de adhesivos conductores. Al elegir un adhesivo, es importante considerar su rendimiento, aplicación, costo y uso específico.

Entre las resinas utilizadas se encuentran las resinas epoxi, fenólicas, acrílicas, de uretano y de silicona. Para aplicaciones de conexión de componentes electrónicos, los sistemas epoxi de curado por reacción térmica son los más comunes.

Los adhesivos epoxi se destacan por su excelente capacidad de adhesión a los metales, alta resistencia al calor y baja contracción volumétrica durante el curado. Por otro lado, las partículas conductoras de plata son ampliamente utilizadas como agentes conductores. La plata es un material común en aplicaciones electrónicas debido a su conductividad estable, resistencia a la oxidación, estabilidad de almacenamiento y alta conductividad térmica.

Las partículas conductoras de plata pueden ser esféricas o en forma de escamas, y existen diferentes tipos según el tamaño de las partículas y la cantidad de plata en la mezcla, dependiendo de los requerimientos de rendimiento específicos.

Más Información sobre las Pastas de Plata

Conductividad Térmica de la Pasta de Plata

La conductividad térmica de la plata por sí sola es muy alta, de 429 W/mK, pero la resina utilizada es tan baja como 1 W/mK, por lo que la conductividad térmica global de las pastas de plata con base epoxi es de unos 30 – 50 W/mK. Para aumentar esta conductividad térmica, es necesario aumentar el contenido de partículas de plata. Sin embargo, esto reduce el contenido de resina, lo que provoca una disminución significativa de la fuerza adhesiva, y los costos de fabricación también son motivo de preocupación.

Además, si el tamaño medio de las partículas de plata es demasiado pequeño, surgirán problemas como la incapacidad de asegurar una vía de conducción térmica y la dificultad de sinterización si el tamaño medio de las partículas de plata es demasiado grande. Por ello, en los últimos años se han desarrollado pastas de plata de alta conductividad térmica mediante la introducción de nanopartículas de plata.

Esto se debe a que las nanopartículas de plata unen las partículas de plata entre sí, creando numerosas vías para la conducción del calor. Se han fabricado productos con una conductividad térmica de unos 240 W/mK.

¿Qué es un Sensor de Flujo Térmico?

Es un sensor que detecta la cantidad de calor.

El calor se desplaza de una zona de alta temperatura a otra de baja temperatura. La cantidad de calor transferida es el flujo de calor. Midiendo el flujo de calor, se puede determinar la cantidad de calor transferido y estimar los cambios de temperatura subsiguientes.

Convierten la cantidad de calor que pasa a través del sensor en una señal eléctrica. Existen sensores flexibles, fijables a superficies curvas y estancos, que pueden seleccionarse en función de la aplicación.

Usos de los Sensores de Flujo Térmico

Se utilizan para evaluar e inspeccionar el rendimiento del aislamiento de los equipos de las viviendas. En los últimos años, la miniaturización y flexibilidad de los sensores ha hecho que aumente su uso en aplicaciones distintas de los equipos para viviendas. Un ejemplo típico es el estudio de las medidas de disipación de calor.

Mediante la instalación de sensores de flujo térmico en el interior de componentes electrónicos, es posible medir la cantidad de calor generada por los componentes electrónicos. Las aplicaciones en automóviles incluyen la pérdida de calor en el compartimento del motor, la calefacción de los asientos del habitáculo y la evaluación del aire acondicionado.

En la aplicación de los sensores de flujo térmico, se ha reportado información sobre una técnica de medición para el flujo de calor dentro y fuera de sustancias que experimentan un cambio de fase. En esta técnica de medición, el objeto a medir se introduce en un sensor de flujo térmico en forma de bolsa y se puede medir el flujo de calor que entra y sale del objeto medido.

También se ha desarrollado un sistema en el que el sensor de flujo térmico en forma de bolsa se llena con un agente refrigerante, se mide la cantidad de calor que entra y un terminal externo muestra la cantidad de capacidad de refrigeración restante y el tiempo que queda para que continúe el efecto de refrigeración.

Principios de los Sensores de Flujo Térmico

Miden el flujo de calor calculado por la ley de Fourier a partir de la diferencia de temperatura entre las superficies anterior y posterior del sensor detectando la tensión generada por el efecto Seebeck. La ley de Fourier establece que la cantidad de calor que fluye por unidad de área de sección transversal y por unidad de tiempo es proporcional al gradiente de temperatura.

El efecto Seebeck se refiere al fenómeno de que cuando se aplica una diferencia de temperatura a los dos extremos de una sustancia, se genera una tensión entre ambos extremos. La estructura interna del sensor de flujo de calor está formada por semiconductores de tipo N y de tipo P, que presentan el efecto Seebeck, y metales disímiles como el cobre y el cromel-alumel utilizados en los termopares, que se conectan alternativamente en serie, de modo que aunque cada uno de ellos genera sólo una pequeña tensión, ésta se amplifica mediante múltiples adiciones para su detección.

Más Información sobre los Sensores de Flujo Térmico

Cómo Utilizar los Sensores de Flujo Térmico

Deben seleccionarse en función del lugar de instalación. Cuando utilice el sensor, compruebe los límites superior e inferior de la temperatura utilizable y utilícelo en condiciones dentro del intervalo especificado. El uso en condiciones de temperatura fuera del rango puede provocar que la superficie adhesiva se despegue u otros problemas.

Fije el sensor de flujo térmico al objeto que se va a medir incrustándolo en la superficie de instalación o fijándolo a la superficie de instalación. La fijación del sensor de flujo térmico al objeto de medición provoca errores debidos a la resistencia térmica de contacto. Para reducirla, se utilizan adhesivos o grasa de silicona con alta conductividad térmica, que deben seleccionarse en función de si se requiere una instalación a largo o corto plazo.

Durante la fijación, la superficie de montaje debe mantenerse libre de aire y objetos extraños. Tenga en cuenta que, antes de instalar el sensor de flujo térmico, debe comprobarse la dirección del flujo térmico y la polaridad de la salida del contador aplicando una diferencia de temperatura al contador.

¿Qué es un Monitore de Oxígeno?

Un monitor de oxígeno es un dispositivo de medición utilizado para determinar la concentración de oxígeno en el aire.

También se le conoce como sensor de oxígeno o medidor de oxígeno. Los monitores de oxígeno son indispensables ya que el oxígeno es una sustancia vital para la vida humana.

La monitorización de los niveles de oxígeno es especialmente importante en entornos de trabajo con espacios confinados que pueden propiciar la falta de oxígeno. Además, diversos sectores científicos e industriales requieren un control preciso de la concentración de oxígeno para el control de procesos y el mantenimiento de equipos. Según los requisitos específicos de cada sector, existen sistemas de medición adaptados a una amplia gama de condiciones.

Algunos ejemplos comunes incluyen los sensores de óxido de circonio, empleados en el control de productos en la fabricación de semiconductores, la eficiencia energética en automóviles y la purificación de gases de escape.

Usos de los Monitores de Oxígeno

Los monitores de oxígeno se utilizan para dos propósitos principales: prevenir la deficiencia de oxígeno y controlar la concentración de oxígeno.

1. Control de los Niveles de Oxígeno (Detección y Control)

La monitorización de oxígeno desempeña un papel extremadamente importante en el mantenimiento de las actividades vitales en espacios cerrados. Se dice que si la concentración de oxígeno desciende por debajo del 15%, las personas tienen dificultades para respirar; por debajo del 7%, se deteriora la función cerebral; y por debajo del 4%, se produce la muerte. El equipo puede ser portátil o estar montado en la pared.

2. Control de la Concentración de Oxígeno en Procesos Industriales

En algunos procesos industriales de tratamiento térmico, como en la industria química, la cerámica y los metales, los niveles de oxígeno deben mantenerse bajos. Los procesos de combustión en hornos industriales también requieren la supervisión y el control de las concentraciones de oxígeno para optimizar la eficacia de la combustión y el proceso redox.

Los monitores de oxígeno para estas aplicaciones industriales pueden estar expuestos a reacciones químicas intensas en entornos de alta temperatura. Deben ser resistentes a entornos hostiles.

Principios de Funcionamiento de los Monitores de Oxígeno

Los dos principios de funcionamiento principales de los monitores de oxígeno son el “tipo de célula galvánica” y el “tipo de electrolito sólido de circonio”. Otros tipos son el “tipo magnético” y el “tipo de espectroscopia de láser semiconductor de longitud de onda sintonizable”.

1. Tipo de Pila Galvánica

Una pila galvánica consta de una membrana de resina que deja pasar el oxígeno del exterior, electrodos de oro (Au) y plomo (Pb) y un electrolito (solución acuosa de hidróxido de potasio). En cada electrodo se producen las siguientes reacciones

• Ánodo: Pb + 2OH^– → Pb²⁺ +H2O + 2e^–
• Cátodo: O₂ + 2H₂O + 4e^– → 4H₂O

Los electrones emitidos en el ánodo llegan al cátodo, donde el oxígeno tomado del aire absorbe los electrones emitidos en el ánodo. Este flujo de electrones (corriente) es proporcional a la concentración de oxígeno, por lo que la concentración de oxígeno puede medirse midiendo la corriente. Esta reacción se produce de forma espontánea y no requiere una fuente de alimentación para accionar el sensor.

2. Sistema de Electrolito Sólido de Circonio

Este método utiliza una célula de circonio, aprovechando el hecho de que el circonio presenta las propiedades de un electrolito sólido a temperaturas superiores a 500°C. La zirconia puede conducir iones negativos de oxígeno (O2-) en estado sólido y los iones se conducen desde un gas con una alta concentración de oxígeno (en el aire) a una atmósfera con una baja concentración de oxígeno (por ejemplo, en un horno industrial).

Esta conducción iónica genera una diferencia de potencial, y los electrodos se instalan en el lado de alta concentración de O2 y en el lado de baja concentración de O2, respectivamente, generando una fuerza electromotriz. La relación es como la de los electrodos positivo y negativo de una pila.

• Lado de alta concentración de O2: O₂ + 4e^– → 2O₂^–
• Lado de baja concentración de O2: 2O₂^– → O₂ + 4e^–

La fuerza electromotriz generada entre los electrodos obedece a la ecuación de Nernst (véase más abajo), por lo que puede determinarse la presión parcial de oxígeno en cada electrodo.

• E= (RT/4F) ·ln (PA/PB)
• (R: constante de los gases, T: temperatura, F: constante de Faraday, PA: presión parcial de oxígeno a alta concentración (en el aire), PB: presión parcial de oxígeno a baja concentración)

La temperatura se mide mediante termopares montados en la zirconia. En atmósferas por debajo de 400 °C, el gas objetivo se introduce en el dispositivo a través de un tubo de muestreo y la célula de óxido de circonio se calienta a la temperatura requerida mediante un calentador de platino o similar (método de muestreo). Esto se debe a que la zirconia requiere una temperatura de 500 °C o superior para funcionar como electrolito sólido.

Tipos de Monitores de Oxígeno

Deben utilizarse distintos productos para los monitores de oxígeno destinados a prevenir la deficiencia de oxígeno y los destinados a mantener bajas concentraciones de oxígeno en procesos industriales.

1. Monitores de Oxígeno Destinados a Prevenir la Deficiencia de Oxígeno

Los sistemas de oxígeno portátiles y fijos diseñados para prevenir la deficiencia de oxígeno utilizan un sistema de pilas galvánicas. Este tipo no requiere una fuente de alimentación para accionar el sensor.

La vida útil del sensor es de aproximadamente 2 a 3 años. Sin embargo, el entorno utilizable se limita a atmósferas próximas al entorno general, con una precisión de ±0,5% de O2. Los instrumentos están disponibles en versiones portátiles y de montaje en pared, y algunos son a prueba de explosiones.

2. Monitores de Oxígeno para Aplicaciones Industriales

Los productos del tipo de óxido de circonio son adecuados para medir las concentraciones de oxígeno en procesos industriales a alta temperatura, como hornos industriales, etc. En atmósferas superiores a 700 °C, se utiliza el tipo de inserción directa, en el que la parte del sensor se inserta directamente en la atmósfera.

En cambio, a temperaturas inferiores a 400 °C, es adecuado el método de muestreo, en el que el gas de la atmósfera del horno se aspira a través de un tubo de muestreo o similar y la célula de óxido de circonio se calienta por separado. La elección correcta debe hacerse en función de la aplicación.

¿Qué es una Sonda Termométrica?

Es un sensor de metal que es un componente de un termómetro. La temperatura se mide poniendo la punta de la sonda en contacto con la sustancia (por ejemplo, líquido) que se va a medir.

Hay varios tipos de sensores de termómetro, la clasificación más grande es de contacto o sin contacto.

Los termómetros sin contacto miden la temperatura en función de la cantidad de radiación infrarroja y, según el principio de medición, se dividen en termómetros térmicos y cuánticos.

Los termómetros de contacto incluyen termistores, termómetros de resistencia, termopares y termómetros de mercurio/alcohol.

Usos de las Sondas Termométricas

Las sondas de los termómetros suelen estar conectadas al propio termómetro. El rango de medición varía según el tipo de sonda que se seleccione según la aplicación.

Los termistores tienen un rango de medición estrecho de -50 °C a 300 °C, mientras que los termómetros de resistencia tienen un rango de medición de -200 °C a 800 °C. Los termopares tienen un rango de medición más amplio de -200 °C a 2000 °C.

Dado que la sonda es larga y estrecha, se puede utilizar para medir la temperatura de productos líquidos en fábricas de alimentos, etc., o para medir la temperatura interna de la carne congelada introduciéndola en la carne.

Principios de las Sondas Termométricas

El principio de una sonda de termómetro varía según su tipo. Los termistores hacen uso de la propiedad de los semiconductores de que su valor de resistencia cambia mucho en respuesta a los cambios de temperatura para realizar mediciones. El valor de la resistencia aumenta a bajas temperaturas y disminuye a altas temperaturas, pero el cambio de resistencia con la temperatura no es lineal. Aunque tiene otras debilidades, como una precisión de medición deficiente y vulnerabilidad a los golpes, tiene la ventaja de ser unas 10 veces más sensible que los elementos resistivos de platino y se usa ampliamente en aplicaciones prácticas. Hay dos tipos de elementos sensibles a la temperatura: NTC y PTC. NTC se usa para medir la temperatura, mientras que PTC se usa para sensores de temperatura de temperatura constante, etc.

Uno de los requisitos para los metales utilizados en termorresistencias es una buena linealidad entre el valor de resistencia del metal y la temperatura, y el platino es el metal que cumple con este requisito. El platino también es muy estable y se puede utilizar en una amplia gama de temperaturas, pero es caro y tiene la desventaja de una respuesta térmica lenta. La linealidad entre la resistencia eléctrica del platino de alta pureza y la temperatura se utiliza para medir la temperatura.

Los termopares utilizan el efecto Seebeck. Este es un mecanismo por el cual cuando dos metales se unen, se genera una fuerza termoelectromotriz al mantener los dos puntos de unión a diferentes temperaturas. Es relativamente económico, tiene una respuesta térmica rápida, es muy preciso y puede medir altas temperaturas, entre otras características. Los tipos de metales utilizados incluyen una combinación de aleación de níquel-cromo y aleación de níquel-aluminio, y una combinación de platino-rodio y platino.

¿Qué es un Indicador de Temperatura?

Un indicador de temperatura es un dispositivo que muestra la temperatura de un objeto/entorno medido.

Los indicadores de temperatura permiten medir con precisión la temperatura de un objeto o entorno. El control de la temperatura es importante en muchos ámbitos diferentes, como los procesos de fabricación y los experimentos. Si la temperatura se desvía de un rango predeterminado, pueden producirse averías en las máquinas y riesgos para la seguridad.

Además, la mayoría de los indicadores de temperatura están diseñados para mostrar los cambios de temperatura en tiempo real. Esto permite detectar rápidamente los excesos de temperatura y tomar las medidas necesarias.

Sin embargo, existen varios tipos de sensores de temperatura para los indicadores de temperatura. Si no se selecciona un sensor que se ajuste a las especificaciones del indicador de temperatura, es posible que no se obtengan resultados precisos.

Usos de los Indicadores de Temperatura

Los indicadores de temperatura son instrumentos que se utilizan en diversos campos. Los siguientes son ejemplos de sus aplicaciones.

1. Procesos Industriales

La supervisión y el control de la temperatura es un elemento muy importante de los procesos industriales y de fabricación. Los indicadores de temperatura se utilizan en una amplia gama de áreas de producción porque permiten controlar la temperatura.

En procesos de cocción como la cerámica y la alfarería, se utilizan para controlar la temperatura en el interior de hornos y estufas y mantener un rango de temperatura predeterminado. También suelen utilizarse para controlar con precisión la temperatura en procesos de fusión de materiales como metales y plásticos. Los indicadores de temperatura también se utilizan ampliamente en procesos de laminación y tratamiento térmico.

Con una selección adecuada, pueden medir una gran variedad de rangos de temperatura, desde -200°C hasta 1.800°C. Por tanto, pueden utilizarse ampliamente en aplicaciones que van desde la producción de polímeros orgánicos hasta la de materiales inorgánicos.

2. Industria Alimentaria

La calidad y la seguridad de los productos alimentarios dependen en gran medida del control de la temperatura. Los indicadores de temperatura son utilizados por los procesadores de alimentos y restaurantes para apoyar el control adecuado de la temperatura de los productos alimenticios. Son instrumentos importantes en términos de prevención de intoxicaciones alimentarias y control de calidad.

En la producción de alimentos y bebidas, el proceso de fermentación también requiere un control adecuado de la temperatura. Los indicadores de temperatura se instalan en fermentadores y equipos de fermentación. Se utilizan para controlar la temperatura durante el proceso de fermentación y crear el entorno de temperatura óptimo para la levadura y la actividad microbiana.

3. Medicina

La medición precisa de la temperatura es importante en el diagnóstico y el tratamiento médicos. En hospitales e instalaciones médicas, los indicadores se utilizan para controlar la temperatura de los pacientes y de los equipos médicos, como los termómetros y la monitorización de la temperatura de los tejidos durante la cirugía.

Principio de los Indicadores de Temperatura

Los indicadores de temperatura miden la temperatura basándose en diferentes principios. Los termómetros, por ejemplo, utilizan el principio de expansión del objeto para indicar la temperatura. Un líquido expansible encerrado en un tubo de vidrio se expande y se contrae en respuesta a los cambios de temperatura.

La expansión y contracción del líquido hace que cambie el nivel del líquido, en función del cual se puede indicar la temperatura. Los termómetros de resistencia, por ejemplo, utilizan la dependencia de la temperatura de la resistencia para indicar la temperatura. La resistencia del elemento resistivo cambia con la temperatura, y muchos productos muestran la temperatura procesando la señal de resistencia en un circuito eléctrico.

Los termopares, por ejemplo, utilizan el principio de la fuerza termoelectromotriz. Un termopar está formado por dos hilos metálicos diferentes, y cuando se aplica temperatura a un extremo, la diferencia de temperatura genera una fuerza electromotriz térmica. La temperatura suele indicarse midiendo esta fuerza electromotriz y relacionándola con la temperatura.

Tipos de Indicadores de Temperatura

Existen varios tipos de indicadores de temperatura. Los siguientes son algunos ejemplos de sus tipos.

1. Termómetros de Tubo de Vidrio

Los termómetros de tubo de vidrio utilizan un líquido expansible para medir la temperatura y muestran la temperatura en función de la expansión y contracción del líquido.

Generalmente, la temperatura se lee directamente en el tubo de vidrio graduado. Estos indicadores de temperatura se utilizan desde la antigüedad.

Se caracterizan por su construcción sencilla y su bajo costo. Sin embargo, como la indicación de la temperatura se comprueba visualmente, se producen variaciones de una persona a otra. En el pasado, algunos productos utilizaban mercurio como líquido expansible, pero en la actualidad esto es extremadamente raro.

2. Indicadores Digitales

Un indicador de temperatura que utiliza una pantalla numérica o digital para indicar la temperatura. Un sensor detecta la temperatura y un circuito digital convierte el resultado de la medición en un valor numérico para su visualización. Se caracterizan por una gran precisión y facilidad de lectura.

Un mismo producto puede ser compatible con varios sensores. Los sensores de temperatura, como los termómetros de resistencia y los termopares, suelen conectarse entre sí.

Los termómetros de resistencia son termómetros cuya resistencia cambia con la temperatura, y la temperatura se indica midiendo la resistencia con un indicador. Actualmente, el patrón Pt100 Ω es el más común; puede utilizarse a temperaturas relativamente bajas, de 0 a 200 °C.

Los termopares son termómetros que generan una tensión en función de la temperatura y muestran la temperatura midiendo la tensión con un indicador. Se utilizan principalmente a altas temperaturas. Existen diferentes tipos y rangos de medición de termopares en función del material: el termopar K se utiliza a altas temperaturas, en torno a los 1.000 °C, mientras que el R y el B se emplean para mediciones a temperaturas aún más elevadas.

3. Indicador de Temperatura por Radiación

Es un indicador de temperatura que mide la temperatura mediante la detección de radiación infrarroja. Como pueden medir temperaturas sin contacto, son adecuados para medir objetos de alta temperatura o eléctricamente sensibles. La distribución de la temperatura también puede visualizarse como imagen térmica.

¿Qué es una Sonda Lambda?

Las sondas lambda son dispositivos utilizados para medir la concentración de oxígeno en la atmósfera de un espacio determinado.

En entornos cerrados y aislados, es de suma importancia medir con precisión la concentración de oxígeno para garantizar las funciones vitales. Las sondas lambda desempeñan un papel crucial en la medición de esta concentración.

Cuando los niveles de oxígeno disminuyen por debajo del 15%, las personas experimentan dificultades respiratorias; por debajo del 7%, se ven afectadas las funciones cerebrales; y por debajo del 4%, se considera que se produce la muerte. Los sensores de oxígeno son indispensables en diversos campos científicos e industriales, y se han desarrollado una amplia gama de sistemas y condiciones de medición para satisfacer los requisitos específicos de estos ámbitos.

Un ejemplo común de sensor es el sensor de óxido de circonio, que también se utiliza en el control de productos en la fabricación de semiconductores, la eficiencia energética de los automóviles, entre otros, así como en la purificación de gases de escape.

Usos de las Sondas Lambda

Las sondas lambda desempeñan un papel crucial en la medición y control de la concentración de oxígeno en diversas aplicaciones. Estas aplicaciones se dividen en dos funciones principales: prevención de la deficiencia de oxígeno y control de la concentración de oxígeno en procesos industriales.

1. Prevención de la Deficiencia de Oxígeno

En el ámbito de la seguridad, las sondas lambda se utilizan para prevenir la falta de oxígeno en situaciones críticas. Por ejemplo, en obras de ingeniería civil como túneles y construcciones subterráneas, así como en entornos médicos como la gestión de la inhalación de oxígeno y la reanimación hiperbárica. Estos productos pueden ser portátiles o instalados de forma fija en la infraestructura.

2. Control de la Concentración de Oxígeno

En la industria química, cerámica y metalúrgica, las sondas lambda desempeñan un papel vital en el control de procesos durante la fabricación de productos industriales. Estos procesos a menudo se llevan a cabo en entornos de alta temperatura durante tratamientos térmicos.

Un ejemplo común de uso de las sondas lambda en nuestra vida cotidiana es en los motores de automóviles y motocicletas. Al detectar la concentración de oxígeno en los gases de escape, las sondas lambda contribuyen al ajuste preciso de la concentración de combustible, mejorando así la eficiencia y reduciendo las emisiones.

Principio de las Sondas Lambda

Los principios de medición de las sondas lambda incluyen el tipo de célula galvánica, el tipo de electrolito individual de circonio, el tipo magnético y el tipo de espectroscopia láser semiconductora de longitud de onda sintonizable.

1. Tipo de Pila Galvánica

El tipo de pila galvánica tiene una estructura sencilla y se utiliza en los medidores de oxígeno portátiles. Consta de electrodos de oro y plomo, una membrana de resina y electrolito, y utiliza un mecanismo por el que se genera una corriente eléctrica en función de la concentración de oxígeno cuando éste atraviesa la membrana y se disuelve en el electrolito.

El sistema de electrolito individual de óxido de circonio utiliza óxido de circonio como electrolito sólido. El óxido de circonio es capaz de conducir iones de oxígeno negativos (O2-) en estado sólido, permitiendo que los iones se desplacen desde una región con alta concentración de oxígeno (lado de alta presión de O2) hacia una región con baja concentración de oxígeno (lado de baja presión de O2).

En un sensor de oxígeno electrolítico de óxido de circonio, se colocan electrodos en el lado de alta presión de O2 y en el lado de baja presión de O2, respectivamente, estableciendo una conexión eléctrica entre ellos. A medida que el O2 intenta penetrar en el óxido de circonio en forma de iones negativos, los electrones son capturados en el electrodo del lado de alta presión de O2 y se convierten en iones negativos. Por otro lado, en el lado de baja presión de O2, los electrones son capturados y se convierten en iones negativos, recibiendo electrones del O2- transmitido.

Esta relación es similar a la existente entre los electrodos positivo y negativo de una pila: los electrones liberados en el lado de baja presión de O2 (electrodo negativo) fluyen de regreso hacia el lado de alta presión de O2 (electrodo positivo). La fuerza electromotriz generada entre los electrodos puede utilizarse para determinar la presión parcial de oxígeno en cada electrodo utilizando una relación conocida como ecuación de Nernst.

E= (RT/4F) · 1n (PA/PB)

donde R es la constante del gas, T es la temperatura, F es la constante de Faraday y PA y PB son las presiones parciales de oxígeno en los lados de alta y baja presión de O2 respectivamente. La temperatura se mide mediante un termopar instalado en la zirconia y PA se basa en la presión parcial de oxígeno en atmósfera normal.

Más Información sobre las Sondas Lambda

Deterioro de las Sondas Lambda

Las sondas lambda de óxido de circonio utilizadas en los procesos de fabricación industrial están sometidas a deterioro. Se utilizan en entornos de alta temperatura y diversos gases también pueden degradar o afectar a la célula de óxido de circonio. Los gases reductores, como los halógenos, son otro factor que puede causar degradación.

En aplicaciones de automoción, una sonda lambda degradada o averiada puede provocar un aumento de sustancias tóxicas en los gases de escape. El consumo de combustible también puede deteriorarse si el combustible es más concentrado de lo necesario; cuando el sensor de O2 se deteriora, la pieza debe ser sustituida por un concesionario o taller de servicio.

¿Qué es un Agitador?

El agitador es un instrumento de laboratorio formado por pequeños imanes que se utiliza para agitar líquidos. A veces también se denomina barra agitadora, punta agitadora o rotor.

Un recipiente que contiene el agitador se coloca encima del agitador magnético y éste se hace girar, que es un método de uso común. El agitador del recipiente gira con el movimiento de los imanes del agitador magnético, lo que permite agitar el líquido.

Usos de los Agitadores

Los agitadores magnéticos se utilizan en química, biología, farmacia, medicina y todos los demás campos de experimentación, desarrollo y análisis en los que se requiere la agitación de líquidos.

Tienen la ventaja de proporcionar una agitación más eficaz que las simples barras magnéticas. También son más fáciles de utilizar que los agitadores eléctricos accionados por engranajes, ya que no tienen piezas móviles externas que puedan romperse o desgastarse. Para conseguir unas buenas condiciones de agitación, es importante ajustar con precisión la velocidad del agitador magnético.

Sin embargo, es difícil manejar líquidos viscosos o suspensiones espesas, por lo que deben utilizarse Agitadores de diferentes formas y tamaños para agitar volúmenes mayores o líquidos más viscosos.

Principio de los Agitadores

Los agitadores suelen utilizarse en combinación con un agitador magnético. El mecanismo por el que el agitador magnético y el agitador remueven el líquido del recipiente es el siguiente:

1. Coloque el líquido y el agitador en el recipiente agitador y colóquelo sobre el agitador magnético.
2. El agitador magnético contiene imanes, por lo que el agitador y los imanes del agitador magnético se atraen entre sí.
3. Cuando se enciende el agitador magnético, los imanes del interior del agitador magnético empiezan a girar y el agitador gira con ellos.
4. La rotación del agitador agita el líquido.

Debido a su pequeño tamaño, los agitadores pueden limpiarse y esterilizarse más fácilmente que otros dispositivos o varillas agitadoras. Sin embargo, cuando se mezclan líquidos viscosos o soluciones espesas, es preferible utilizar otro método de agitación, ya que la fuerza de agitación puede no ser suficiente.

Pueden utilizarse recipientes que no requieran un sellado complejo u otras condiciones y que no afecten al magnetismo. Normalmente, se utilizan recipientes de vidrio de laboratorio, como viales o vasos de precipitados.

Además, los agitadores suelen estar recubiertos de teflón o vidrio y son químicamente inertes. No contaminarán ni reaccionarán con la mezcla durante el mezclado.

Tipos de Agitadores

La fuerza de agitación de un agitador depende del líquido que se agita y de la forma del recipiente. En el mercado se comercializan agitadores de distintas formas, con tamaños que oscilan entre unos pocos milímetros y varios centímetros.

1. Agitadores en Forma de Barra

Se trata de los agitadores más utilizados y comunes. Se utilizan para agitar recipientes con fondo plano, como los vasos de precipitados.

2. Agitadores en Forma de Balón de Fútbol

Se trata de un agitador cónico con una estructura cónica similar a la de un balón de fútbol. La estructura cónica permite una agitación suave en matraces de fondo redondo, matraces de berenjena, etc.

3. Agitadores Octogonales

Este tipo de agitador tiene una sección transversal octogonal y se caracteriza por una banda central de rotación. La banda central evita que el agitador golpee el recipiente durante la agitación.

4. Agitadores Triangulares

Estos agitadores tienen una sección transversal triangular. Tienen una gran fuerza de agitación y se utilizan cuando se agitan líquidos que contienen sedimentos o líquidos de gran viscosidad.

5. Agitadores en Forma de Cruz

Este agitador tiene forma de cruz visto desde arriba. Debido a su forma, puede crear un vórtice al agitar y, por lo tanto, posee una gran fuerza de agitación.

Cómo seleccionar un Agitador

Los agitadores se seleccionan en función de la cantidad y el estado del material que se va a agitar, el recipiente que se va a utilizar y la potencia del motor del agitador. Hay una gran variedad de agitadores disponibles, pero básicamente se recomienda definir el propósito de su uso y utilizar la información de la hoja de especificaciones del agitador como guía para hacer su elección.

Los siguientes son ejemplos de imanes utilizados en los agitadores.

1. Imanes de Neodimio

Estos imanes se fabrican sinterizando juntos neodimio, carbono y boro. Presentan un elevado magnetismo entre los imanes permanentes. Las desventajas son su elevado precio y el hecho de que su magnetismo cambia con la temperatura; deben utilizarse a temperaturas inferiores a 80 °C.

2. Imanes de Ferrita

Estos imanes se fabrican sinterizando óxido de hierro y bario. No sólo presentan un magnetismo estable, sino que además son baratos. Estos imanes son fáciles de utilizar para objetos grandes.

3. Imán de Samario-Cobalto

Estos imanes se fabrican combinando samario y cobalto. Son aún más caros que los imanes de neodimio porque utilizan metales raros. A veces se utilizan como material para los agitadores, ya que su magnetismo es estable a altas temperaturas.

4. Imanes de Tierras Raras

Estos son fabricados por la sinterización de neodimio, boro y hierro, estos imanes tienen las mejores propiedades magnéticas. Debido a sus características de baja temperatura, deben utilizarse a temperaturas inferiores a 80°C. Se utilizan como agitadores magnéticos altos y ultra-altos.

Más Información sobre los Agitadores

1. Prevención de la Contaminación por el Agitador

Los agitadores son una fuente común de contaminación. Después de retirarlos de la solución, deben limpiarse mediante un método adecuado que elimine la solución utilizada.

Asegúrese también de que la superficie esté limpia antes de su uso y deséchela si presenta amarilleamiento.

2. Retirada del Rotor

Después de utilizar el rotor, retírelo colocando un imán contra él desde el exterior del recipiente o utilizando una varilla hecha de imanes. Después de haberlo retirarlo, no lo toque involuntariamente y lávelo.

¿Qué es una Bomba de Circulación?

Las bombas de circulación son utilizadas para hacer circular líquidos.

Un ejemplo de la bomba de circulación a pequeña escala es una pecera tropical doméstica, otro ejemplo de bomba de circulación a gran escala es un tanque de purificación de agua mantenido por una autoridad del agua. Las bombas de circulación son máquinas esenciales para la vida urbana, ya que se utilizan en una gran variedad de lugares.

También es función de las bombas de circulación bombear el líquido almacenado en depósitos de agua y tanques de almacenamiento a un segundo depósito de agua o sistema de filtración para su retorno.

Usos de las Bombas de Circulación

Las bombas de circulación se utilizan en una gran variedad de situaciones, desde domésticas a industriales. Las aplicaciones específicas son las siguientes:

• Para hacer circular agua de refrigeración en torres de refrigeración
• Para hacer circular productos químicos en depuradores
• Para hacer circular agua pura en calderas acuotubulares de circulación forzada
• Sistemas de almacenamiento y filtración de agua en piscinas
• Bombeo de agua de pozos profundos de los que brotan manantiales minerales a bañeras
• Depósitos de agua para acuicultura
• Potencia de circulación para sistemas de filtración de agua
• Sistemas de filtración de diálisis y corazones artificiales

Principio de las Bombas de Circulación

Las bombas de circulación son principalmente moto-bombas. Por lo tanto, muchas bombas de circulación funcionan con energía eléctrica. Además, a menudo se utilizan bombas centrífugas para la parte de bombeo.

Los componentes de una bomba centrífuga son el impulsor, la carcasa y el eje giratorio. El eje giratorio está conectado a un motor y gira gracias a la potencia del motor. El impulsor unido al eje giratorio gira para crear presión y bombear el líquido. La carcasa protege el eje giratorio y el impulsor a la vez que proporciona un soporte robusto. Además de las bombas centrífugas, también pueden utilizarse bombas de pistón y bombas de diafragma.

Tipos de Bombas de Circulación

Existen muchos tipos de bombas de circulación. Los siguientes son ejemplos de bombas utilizadas:

1. Bombas de Pistón

Estas bombas, bombean líquido moviendo un pistón hacia arriba y hacia abajo para accionar dos válvulas. El principio es similar al de las bombas manuales para pozos. Son adecuadas cuando se requieren presiones elevadas.

2. Bombas de Diafragma

Esta bomba, bombea líquido moviendo una membrana hacia arriba y hacia abajo para crear presión. Se caracteriza por su baja tendencia a causar problemas como fugas de líquido. También existen bombas de diafragma que utilizan aire comprimido como fuente de energía.

3. Bomba de Hidromasaje

Este tipo de bomba centrífuga que bombea líquido mediante la rotación de un impulsor. Tiene una estructura sencilla y puede hacer circular grandes volúmenes de líquido en lugar de alta presión

Más Información sobre las Bombas de Circulación

1. Puntos Clave para seleccionar una Bomba de Circulación para el Calentamiento de Agua 

Las bombas de circulación para el calentamiento de agua son bombas que bombean agua caliente producida por una unidad de fuente de calor a un terminal de disipación de calor. Disponen de un mecanismo que permite variar el número de revoluciones en función de la presión requerida, y están atrayendo la atención de los mercados extranjeros desde la perspectiva del ahorro energético. Como resultado, existe una amplia gama de bombas de circulación para calefacción de agua.

A la hora de elegir una bomba de circulación para calentar agua, hay que tener en cuenta dos aspectos: la altura y el caudal. La altura es la altura a la que la bomba extrae el agua. La bomba se selecciona teniendo en cuenta la caída de presión debida a la resistencia de las tuberías.

El caudal es la cantidad de agua que bombea la bomba de circulación por hora. Si el caudal es insuficiente, la habitación no se calentará debido a una potencia calorífica insuficiente. Es necesario seleccionar un caudal que pueda suministrar agua que cumpla el caudal requerido para el terminal de disipación de calor.

2. Relación entre las Bombas de Circulación de Agua Caliente y los Intercambiadores de Calor

Un intercambiador de calor es una máquina que transfiere energía térmica de una temperatura superior a otra inferior. Se utilizan principalmente en aparatos de aire acondicionado y calentadores de agua. Los grandes intercambiadores de calor se utilizan en piscinas climatizadas y fuentes termales.

En muchos casos, los intercambiadores de calor requieren una bomba de circulación. En función del tamaño del intercambiador de calor que se vaya a instalar, se selecciona una bomba de circulación que cumpla los requisitos de caudal y presión. Si la presión o el caudal no son suficientes, se elige una bomba de circulación más grande. Sin embargo, como las bombas más pequeñas requieren menos potencia, es esencial seleccionar bombas que sean suficientes para los requisitos.

3. Bombas de Circulación en Edificios Altos

En los edificios altos, las bombas de circulación presurizadas son esenciales. El agua se almacena en depósitos procedentes de conducciones tomadas de la red de abastecimiento y se bombea a las tuberías de superficie mediante las bombas de circulación. En edificios de diez o más plantas, es difícil bombear agua a las plantas superiores a la vez, por lo que se puede utilizar una bomba presurizada en la planta intermedia para restablecer la presión.

¿Qué son las Lavadoras de Piezas?

Las lavadoras de piezas son máquinas diseñadas para limpiar las piezas producidas en fábricas y otras instalaciones. Estas máquinas ofrecen una amplia gama de productos que se adaptan a diferentes métodos de limpieza, desde piezas pequeñas hasta piezas de gran tamaño. Los métodos de limpieza disponibles incluyen el uso de ultrasonidos, vacío y chorro, que se seleccionan en función del tipo de contaminación y las características de las piezas. Además, existen diferentes opciones de instalación para acomodar las piezas a limpiar, como el transporte automático o el desplazamiento manual.

Además de la limpieza, algunos modelos también están equipados con secado por soplado de aire y secado al vacío.

Usos de las Lavadoras de Piezas

Las lavadoras de piezas se utilizan para limpiar una amplia gama de piezas, desde pequeñas a grandes. En algunos casos, se utiliza agua a alta presión para limpiar y desbarbar las piezas al mismo tiempo.

La limpieza por ultrasonidos se utiliza para limpiar componentes finos, como semiconductores.

Las piezas cortantes de componentes electrónicos y de precisión, y las piezas más pequeñas de motores y trenes de rodaje de automóviles suelen colocarse en una cesta y girarse para su limpieza, de forma similar a una lavadora.

En el caso de piezas grandes, se introducen una a una y se limpian por chorro, etc.

Principio de las Lavadoras de Piezas

El principio de las lavadoras de piezas depende del modelo, pero el método de limpieza suele ser similar al de los lavavajillas y las lavadoras. Las piezas se colocan en un tambor y se hacen girar con agua y detergente para eliminar la suciedad.

También hay diferentes métodos de limpieza disponibles para las Lavadoras de Piezas. El método de limpieza elegido se basa en las características de cada uno.

La limpieza por chorro utiliza chorros de agua a alta presión y detergente para eliminar la suciedad. Puede utilizarse agua caliente para desengrasar enérgicamente, aunque también pueden emplearse detergentes alcalinos solubles en agua.

La limpieza al vacío es un método por el que se expulsa aire de una cámara metálica y se reduce la presión para eliminar la suciedad. También puede eliminar la suciedad fina que pueda quedar atrapada en pequeños orificios.

La limpieza por desaireación utiliza una presión de aire más alta que la limpieza por vacío, pero utiliza el mismo principio para eliminar la suciedad. No requiere equipos tan caros como la limpieza por vacío, por lo que los costes pueden mantenerse bajos.

La limpieza por ultrasonidos elimina la suciedad sumergiendo las piezas en agua y aplicando ondas ultrasónicas. El aceite y la suciedad difícil de eliminar pueden eliminarse sin frotar. También se utiliza para limpiar partículas finas de semiconductores, etc.