月: 2023年8月

¿Qué son los Calentadores de Fundición?

Un calentador de fundición es un dispositivo de calentamiento en el que un calentador se funde en una pieza de fundición.

Los calefactores envainados o los tubos refrigerados por aire se funden en latón, aluminio, hierro, etc. Los calentadores están en contacto directo con el objeto a calentar y utilizan el calor de conducción para calentarlo. Tienen una excelente resistencia al uso excesivo, los golpes y las vibraciones, y permiten un calentamiento uniforme y eficaz de las superficies metálicas.

La forma es versátil y la temperatura puede controlarse para un enfriamiento rápido o lento mediante la fundición en tubos refrigerados por aire o agua. También se puede conseguir un calentamiento rápido colocando aletas disipadoras de calor en la superficie exterior.

Los calentadores de fundición suelen utilizarse cuando se requiere una distribución de temperatura de alta precisión, como en el moldeo de plásticos, fibras sintéticas, fabricación de semiconductores y plásticos técnicos, o para calentar piezas de formas complejas.

Usos de los Calentadores de Fundición

Los calentadores de fundición tienen una amplia gama de aplicaciones, entre ellas un alto grado de resistencia a la corrosión y una distribución uniforme de la temperatura, por lo que se utilizan en una gran variedad de aplicaciones.

1. Electrodomésticos

Los calentadores de fundición se utilizan en hornos, cocinas, planchas, ollas eléctricas, placas de cocción, hervidores eléctricos, entre otros.

2. Equipos Comerciales

Hornos, hornos eléctricos, piezas de fundición, placas de superficie de prensas, unidades de aire acondicionado y calefacción, equipos de cocina, hornos eléctricos, etc.

3. Equipos Industriales

Calentamiento de depósitos, calentamiento de productos químicos, aislamiento térmico, fundición de metales de bajo punto de fusión, máquinas de moldeo por inyección, máquinas de moldeo por extrusión, válvulas, aislamiento térmico y calentamiento de tuberías, producción de fibras sintéticas, producción de semiconductores, etc.

4. Equipos de Secado

Productos alimenticios, residuos alimenticios, lodos, ganado, pintura, madera, etc.

5. Equipos de Calefacción y Retención del Calor

Tuberías, tuberías de tanques de almacenamiento, válvulas, tuberías de agua, tuberías de desagüe, etc., aislamiento térmico, protección contra la congelación y descongelación, fabricación de semiconductores y sistemas de cristal líquido, fabricación de productos farmacéuticos, equipos médicos y químicos, fusión y calentamiento de plomo, soldadura, zinc, aluminio, etc., equipos médicos, equipos ópticos, etc.

Principio de los Calentadores de Fundición

Los calentadores de fundición incorporan un calentador enfundado en la pieza fundida, que proporciona calor con una distribución uniforme de la temperatura. Aunque son menos eficaces que el calentamiento directo de un objeto, son más fáciles de manejar, ya que no es necesario vaciar el líquido para su mantenimiento.

Los materiales de las vainas de los calentadores son STP, SUS, Incoloy e Inconel. La selección se basa en las condiciones de uso y otros factores.

Existen límites para la temperatura de la superficie del calentador, que es de aproximadamente 350°C para calentadores de fundición de aluminio, 500°C para calentadores de fundición de latón, 600°C para calentadores de fundición de acero inoxidable y 800°C para calentadores de fundición de hierro.

Si se quiere aprovechar eficazmente el espacio del interior del depósito o depósitos, puede que no sea posible colocar directamente una fuente de calor para las medidas contra la inflamabilidad y los olores de putrefacción.En este caso, se utilizan calentadores de fundición como método de calentamiento indirecto. Para aumentar la conducción del calor, se mecaniza la superficie de montaje del calefactor.

Características de los Calentadores de Fundición

1. Calentamiento Muy Eficaz

El aluminio y el latón utilizados en los calentadores de fundición tienen una elevada conductividad térmica y una gran superficie de contacto con el objeto que se desea calentar, lo que permite un calentamiento eficaz. También suministran calor uniforme a superficies metálicas planas y cilíndricas. Su gran capacidad calorífica facilita el control de la temperatura.

2. Capaces de Calentar Objetos con Formas Complejas

Se pueden manipular válvulas y moldes con formas complejas. Las piezas fundidas se fabrican a partir de un “molde”, por lo que se pueden calentar incluso formas complejas.

3. Resistentes a Vibraciones y Golpes son de Larga Vida Útil

Al estar fundidos, los calentadores de fundición son resistentes a las condiciones ambientales y tienen una excelente resistencia a las vibraciones y los golpes, lo que se traduce en una larga vida útil. También son muy resistentes al calor y la humedad. Además, se pueden personalizar para aplicaciones resistentes a productos químicos y corrosivos. 

4. Alta Densidad de Potencia y Gran Superficie de Calentamiento

La densidad de potencia puede ajustarse a un alto nivel cuando se calienta. La elevada conductividad térmica también permite utilizar los calefactores como calefactores de alta temperatura. Además, se pueden calentar grandes superficies introduciendo los calentadores directamente en el objeto a calentar, como depósitos y recipientes.

5. Fácil Control de la Temperatura

Se puede conseguir una refrigeración rápida o lenta utilizando un calentador de fundición junto con tubos de refrigeración de aire o agua. El control de la temperatura, como el calentamiento rápido, también se facilita mediante la instalación de aletas disipadoras de calor.

Más Información sobre los Calentadores de Fundición

Mayor Facilidad de Mantenimiento de los Calentadores de Fundición

Los cartuchos calefactores insertados en orificios mecanizados en la placa de aluminio permiten sustituir los cartuchos calefactores mientras la placa sigue sujeta. Cualquier distribución de temperatura puede modificarse cambiando la potencia y la disposición de los calentadores.

¿Qué es un Agente de Limpieza de Moldes?

Los Limpiadores de Escape Eliminan la Grasa y los Contaminantes Orgánicos

Los agentes de limpieza de moho son productos de limpieza de moldes metálicos, a menudo en forma de aerosol. Escape se utilizan para limpiar de los moldes sustancias orgánicas como la grasa y los inhibidores de óxido. El agente de limpieza adecuado depende de la potencia de limpieza y del tipo de molde. Cuando se limpia un gran número de moldes o moldes de gran tamaño, el agente limpiador se diluye en un depósito en lugar de en un pulverizador y, a continuación, se lava mediante pulverización.

Compruebe la Seguridad Antes de Manipular los Productos de Limpieza de Moldes

Los productos de limpieza contienen diversos compuestos dependiendo del producto. Algunos productos pueden contener compuestos incluidos en la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Nocivas o en la Ordenanza de Prevención de la Intoxicación por Disolventes Orgánicos, por lo que es necesario comprobar la ficha de datos de seguridad (FDS) para una manipulación adecuada al utilizar el producto.

Usos de los Agentes de Limpieza de Moldes

Los Agentes de Limpieza de Moldes Eliminan la Suciedad en Moldes

Los agentes de limpieza se utilizan para eliminar la materia orgánica adherida a los moldes, siendo ejemplos típicos la eliminación de restos de producto, quemaduras y aditivos adheridos a los moldes utilizados en el procesado de materiales orgánicos como el caucho y la resina.

También puede utilizarse en Piezas Metálicas Distintas de los Moldes

Dado que los agentes de limpieza de moldes son adecuados para limpiar la materia orgánica adherida, también pueden utilizarse para eliminar manchas de aceite en piezas metálicas de máquinas además de en moldes. Los agentes de limpieza de moldes en spray también pueden utilizarse para eliminar los inhibidores de óxido adheridos a alambres y restos metálicos.

Características de los productos Limpiadores de Moldes

Los Productos de Limpieza de Moldes Contienen Ingredientes que Descomponen y eliminan la Materia Orgánica

Los productos de limpieza se utilizan para eliminar la materia orgánica de los moldes. Los moldes utilizados en los centros de fabricación se cubren de alquitrán, suciedad y aceite lubricante derivado del producto y del accionamiento de la máquina.

Los moldes que se procesan y forman a altas temperaturas, en particular, acumulan una gran variedad de depósitos. Los productos de escape descomponen y eliminan estos contaminantes orgánicos fuertemente adheridos. Para evitar lesiones químicas causadas por los agentes de limpieza, se debe llevar un equipo de protección adecuado durante su uso tras comprobar la ficha de datos de seguridad.

Los Componentes de los Agentes de Limpieza de Moldes Varían de un Producto a Otro y Deben manejarse de Acuerdo con las Normativas Respectivas

Algunos productos de limpieza de moldes contienen hidrocarburos alifáticos y compuestos a base de alcohol. Los productos de limpieza de moldes que contienen estos componentes pueden utilizarse para limpiar maquinaria metálica y moldes.

Los productos de limpieza de moldes que contienen hidrocarburos alifáticos eliminan la suciedad de los moldes. Por lo tanto, la suciedad puede eliminarse aplicando el agente limpiador y limpiando después con un paño.

Tenga en cuenta que los productos de limpieza pueden estar sujetos a varias leyes y normativas, como la Ley de Servicios contra Incendios, la Ley de Control de Sustancias Venenosas y Nocivas y la Ordenanza de Prevención de Intoxicaciones por Disolventes Orgánicos, por lo que se requiere una gestión adecuada de acuerdo con las leyes y normativas.

¿Qué es un Sensor de Peso?

Un sensores de peso es un sensor utilizado para pesar un objeto.   

En la actualidad, se utilizan principalmente células de carga. Antes de que se generalizaran las células de carga, las básculas mecánicas de palanca eran el pilar de la medición de peso. Las básculas de palanca necesitaban mucho tiempo de calibración y mantenimiento para garantizar mediciones precisas.

En cambio, las básculas de células de carga son difíciles de romper, ya que no tienen piezas móviles ni de fricción en su diseño y pueden utilizarse durante mucho tiempo con un mantenimiento sencillo. También tienen excelentes características, como una gran precisión de medición y bajos efectos de la temperatura durante la medición, y su uso está muy extendido.

Usos de los Sensores de Peso

Los sensores de peso son instrumentos para medir el peso y se utilizan en todos los ámbitos. El uso más común es la medición del peso en sí. Concretamente, se instalan en las camas de los hospitales para pesar a los pacientes o en la producción para comprobar el peso de los productos.

Como la presión se utiliza para detectar el peso, también es posible medir la carga de un objeto. Por ejemplo, también se utilizan para determinar el par motor de un vehículo o la carga sobre sus ruedas.

Principio de los Sensores de Peso

Las células de carga son los sensores de peso más comunes. Aquí se explica el principio de las células de carga. Las células de carga pueden clasificarse a grandes rasgos en tres tipos según la señal de salida: células de carga hidráulicas, células de carga neumáticas y células de carga de galgas extensiométricas. De los tres tipos, las células de carga de galgas extensiométricas son las más extendidas.

1. Células de Carga Hidráulicas

Las células de carga hidráulicas están llenas de fluido en el interior de la célula de carga. Están diseñadas para que la presión del fluido aumente a medida que aumenta la fuerza aplicada a la célula de carga, y el peso puede medirse a partir del cambio en la presión del fluido. Al no utilizar componentes electrónicos, pueden utilizarse en zonas peligrosas y se emplean para medir el peso de depósitos y tolvas.

2. Células de Carga Neumáticas

Las células de carga neumáticas son células de carga que utilizan la presión del aire para la detección. Al utilizar múltiples cámaras de amortiguación, la precisión de la medición mejora en comparación con el tipo hidráulico. Al no estar llenas de líquido como en los sistemas hidráulicos, se reduce el riesgo de contaminación en caso de rotura.

3. Células de Carga de Galgas Extensiométricas

Las células de carga de galgas extensiométricas captan la fuerza aplicada a la célula de carga en forma de señal eléctrica. Cuando se aplica una fuerza a una galga extensométrica, se produce una deformación que provoca un cambio en la resistencia eléctrica de la galga.

El cambio en la resistencia eléctrica es proporcional a la cantidad de deformación de la galga, es decir, a la fuerza aplicada, por lo que se detecta la resistencia eléctrica y se mide el peso.

Tipo de Sensores de Peso

Las células de carga son el tipo más común de sensores de peso, pero existen otros tipos acá mencionados.

1. Tipo de Elemento Piezoeléctrico

Los elementos piezoeléctricos de cuarzo o cerámica generan una carga eléctrica debido al efecto piezoeléctrico cuando se aplica una fuerza. El cambio de carga puede medirse y la deformación producida en el objeto puede medirse y convertirse en la presencia o ausencia de peso.

2. Tipo Capacitancia

La medición del cambio de capacitancia entre dos membranas, que se deforman en respuesta a los cambios de presión, se sustituye por el peso.

3. Tipo Laminación

Es una aplicación del interruptor de tipo lámina y se utiliza para detectar peso o para detectar que un objeto ha entrado en contacto con él.

4. Tipo Hoja / Estera

Otro tipo de sensores de peso son los de tipo hoja o alfombrilla que detectan la presencia o ausencia de peso. También se conocen como hojas sensibles a la presión o interruptores de alfombrilla.

Estos sensores de peso consisten en dos láminas de resina, caucho u otros materiales que se deforman según el peso o la carga, con elementos piezoeléctricos o capacitivos y contactos dispuestos en la superficie combinada.

Cuando se aplica peso a la lámina o alfombrilla, se produce un cambio eléctrico que detecta la presencia o ausencia de peso.        Se instalan en puertas automáticas y parachoques de vehículos de transporte no tripulados para detectar el contacto con personas.

Más Información sobre los Sensores de Peso

Sensores de Peso e Iot

En las aplicaciones relacionadas con Iot se utiliza una gran variedad de sensores, entre los que se encuentran los sensores de peso. Por ejemplo, se utilizan para detectar la presencia o ausencia de objetos en líneas transportadoras automatizadas y para detectar la presencia o ausencia de existencias en almacenes automatizados.

Además, los sensores de peso pueden utilizarse para contar automáticamente la cantidad de artículos en stock y el número de envíos por peso. Se espera que esto permita manejar los sistemas de gestión de almacenes y otros sistemas a distancia, incluso desde ubicaciones remotas.

¿Qué es un Medidor de Velocidad?

Los medidores de velocidad son aparatos que miden la velocidad de objetos en movimiento. Al medir, es importante saber en qué dirección se mueve el objeto. Básicamente, sólo se pueden realizar mediciones precisas desde la parte frontal de un objeto en movimiento y, sobre todo, no desde el lateral de un objeto en movimiento.

Los medidores de velocidad también se utilizan en el béisbol para medir la velocidad de la pelota lanzada por el lanzador, pero se instalan delante del lanzador para medir la velocidad de la pelota.

Algunos medidores de velocidad también pueden medir la aceleración de un objeto, por lo que también se puede medir la aceleración de un coche.

Usos de los Medidores de Velocidad

Los medidores de velocidad se utilizan para medir la velocidad de los objetos en movimiento, incluidas las pelotas de béisbol, pero se emplean sobre todo para medir la velocidad de los vehículos.

Cuando un agente de policía impone una infracción por exceso de velocidad, necesita pruebas de que se ha cometido la infracción. La velocidad medida por los medidores de velocidad se utiliza como prueba de ello. También se instalan en la carretera para identificar a los vehículos que han cometido infracciones de velocidad.

En este caso, se utilizan como dispositivos automáticos de control del exceso de velocidad, también conocidos como Orbis, y una vez identificado el vehículo infractor, se le fotografía simultáneamente y se captura en la fotografía la matrícula y otros datos.

Principio de los Medidores de Velocidad

Los dispositivos de medición de la velocidad miden las ondas de radio reflejadas tras emitir una onda de radio a un objeto que se acerca o se aleja del frente. Conocido como efecto Doppler, la longitud de onda de las ondas sonoras y de la luz reflejadas por un objeto en movimiento varía, y los dispositivos de medición de la velocidad utilizan este principio para calcular la velocidad basándose en el cambio de longitud de onda de las ondas de radio reflejadas.

En el efecto Doppler, la frecuencia de las ondas de radio reflejadas por un objeto que se acerca aumenta, mientras que la frecuencia de las reflejadas por un objeto que se aleja disminuye. Por esta razón, la velocidad de los objetos que se pueden medir puede llegar hasta la velocidad de la luz, pero en realidad, la mayoría de las aplicaciones son para velocidades de hasta varios cientos de kilómetros por hora.

Para determinar la aceleración, las mediciones se realizan dos veces. Esto significa que la aceleración se calcula a partir de la velocidad obtenida en la primera medición y la velocidad obtenida en la segunda medición. Un lanzador de béisbol lanza la pelota sin acelerar, pero desacelera a partir del momento del lanzamiento.

Por supuesto, esta deceleración puede calcularse del mismo modo que la aceleración, pero no se mide porque es un número innecesario. Sin embargo, los coches, por ejemplo, aceleran después de arrancar, por lo que para medir esta aceleración se utiliza un Medidores de velocidad que pueda medir la aceleración.

¿Qué es un Medidor de Transmisión?

Los medidores de transmisión miden el porcentaje de luz que se transmite, por ejemplo, a través del vidrio. A la inversa, también puede determinar cuánta luz incidente es reflejada y absorbida por el objeto que se está midiendo, como el vidrio.

Hay materiales que presentan transparencia, mientras que otros muestran colores. Los objetos transparentes permiten el paso de la luz, aunque no en su totalidad, ya que parte de esta es reflejada o absorbida.

En ocasiones, las regulaciones legales establecen ciertos estándares, como la cantidad de transmisión necesaria para asegurar la luminosidad desde una perspectiva de seguridad.

Usos de los Medidores de Transmisión

La ley estipula que, cuando se aplica una lámina a un vehículo, la transmitancia del parabrisas y de las lunas laterales del conductor y del acompañante debe ser como mínimo del 70%. Si la transmitancia es inferior, la visibilidad se verá obstaculizada y aumentará la posibilidad de accidente. Por este motivo, la transmitancia debe medirse con un medidor de transmisión una vez instalada la lámina del parabrisas para garantizar que es superior al 70%.

La transmitancia se mide con un medidor de transmisión tras la fabricación de diversos tipos de láminas y cristales transparentes, no sólo para automóviles, para comprobar si la transmitancia cumple la normativa.

Principio de los Medidores de Transmisión

Existen dos grandes tipos de medición de la transmitancia. Uno consiste en medir la transmitancia de todo el espectro luminoso y el otro en medir la transmitancia de cada longitud de onda de la luz.

La medición de la transmitancia de la luz en su conjunto, por ejemplo para las láminas de los cristales de los automóviles, se utiliza para comprobar la visibilidad, por ejemplo para garantizar la visibilidad. El sistema de medición es más sencillo: en primer lugar, se realiza una calibración sin el objeto cuya transmitancia se desea medir y, a continuación, se calcula la transmitancia midiendo de nuevo con el objeto en medio y comparando la intensidad de la luz. Esto es suficiente para una comprobación aproximada de la transmitancia.

El tipo que mide la transmitancia por longitud de onda se utiliza en investigación y desarrollo, ya que puede decir qué longitudes de onda de luz absorbe un material. En este caso, la fuente de luz se divide en luz de diferentes longitudes de onda mediante espectroscopia, y la transmitancia se mide transmitiendo la luz a través del objeto.

La principal diferencia con el método de medición de la transmitancia de la luz en su conjunto es que los resultados aparecen como un espectro. En cambio, la medición de la luz en su conjunto sólo produce un porcentaje, lo que hace que sea un sistema más complejo y más caro.

¿Qué es un Medidor de Luminancia?

La medición de luminancia se lleva a cabo mediante un medidor de luminancia, el cual es un dispositivo diseñado para evaluar la intensidad del brillo percibido por los seres humanos.

Este instrumento se utiliza para determinar la luminancia de una fuente de luz o de un objeto que refleja la luz proveniente de dicha fuente. Su aplicación principal abarca el desarrollo y control de dispositivos de iluminación y pantallas. Para realizar estas mediciones, se emplea un componente llamado fotodiodo, que genera una señal eléctrica proporcional a la intensidad de la luz detectada.

Existen medidores de luminancia capaces de medir la luminancia por colores, que miden la luminancia de cada uno de los tres colores primarios de la luz mediante espectroscopia y midiéndolos por separado.

Usos de los Medidores de Luminancia

Los medidores de luminancia se utilizan para medir la magnitud de la salida de las fuentes de luz, en el desarrollo e inspección de pantallas y en dispositivos que utilizan la luminancia para realizar mediciones sin contacto. Mediante la evaluación cuantitativa de la luminancia, por ejemplo en la iluminación de un brillo percibido por el ser humano, es posible establecer normas de medición estables.

Al seleccionar un medidor de luminancia, es necesario tener en cuenta la precisión de la medición, si es compatible con el color y otras salidas, y si la lente acoplada puede enfocar.

Principio de los Medidores de Luminancia

1. Detección de la Luz

Un medidor de luminancia consta de una lente, una superficie de formación de imágenes, una abertura, un filtro de corrección y un elemento detector. Durante la medición, la luz que debe medirse se representa a través de la lente sobre la superficie de formación de imágenes en el interior del medidor de luminancia. De la formación de la imagen, la abertura extrae únicamente la luz que se encuentra en la zona de medición.

A continuación, la luz se corrige mediante un filtro de corrección a la gama de brillo realmente percibida por el ser humano, y la luminancia puede medirse mediante un detector con fotodiodo incorporado. Entre la abertura y el filtro de corrección se instala una rejilla de difracción, y la luz emitida por la abertura se divide espectralmente en los tres colores primarios de la luz. La detección es posible midiendo la luz de cada uno de estos espectros con un elemento de detección.

2. Ajuste del Enfoque

Para la medición se utiliza una lente objetivo. Si la distancia focal de la lente objetivo es inadecuada y está desenfocada con respecto a la fuente de luz que se va a medir, el rango que debe medir el sensor se amplía y es posible que la luminancia de la fuente de luz no se mida correctamente.

Por lo tanto, cuando se utiliza un medidor de luminancia, es importante mantener constante la distancia entre la fuente de luz que se va a medir y el medidor de luminancia e incorporar un ajustador de enfoque como accesorio, para que la posición de enfoque, una vez ajustada, no se desplace.

Más Información sobre Medidores de Luminancia

1. Calibración de la Escala

Para la calibración de los medidores de luminancia se utiliza un reflector difuso o una placa transmisora difusa con una distribución luminosa uniforme en luminancia y que obedece a la ley del coseno. Como fuente de luz se suele utilizar una bombilla estándar de intensidad luminosa con una temperatura de distribución de 2856 K.

Si la iluminancia sobre la superficie difusa es E, la reflectancia de la superficie difusa es ρ y la distribución luminosa de la reflexión obedece a la ley del coseno, la luminancia L (cd/m2) de la superficie reflectante puede expresarse mediante la siguiente fórmula

L = ρE / π

Un medidor de luminancia puede calibrarse en cualquier dirección, siempre que el ángulo de visión de la medición pueda estar contenido dentro de la superficie reflectante. La salida del medidor de luminancia puede calibrarse a partir de L calculada a partir de E y ρ, que pueden calcularse a partir de la intensidad luminosa I (cd) de una bombilla estándar y la distancia S (m) entre la bombilla y la superficie reflectante.

Como la medición de la reflectancia no es fácil, es razonable suponer que la luminancia calculada con una superficie reflectante bien hecha es exacta en aproximadamente ±3-5%.

2. Comprobación antes de la Medición

Antes de medir la luminancia, deben comprobarse los siguientes puntos. En primer lugar, hay que comprobar que el medidor de luminancia está correctamente calibrado y que es adecuado para el fin y el ángulo de visión que se va a medir.

A continuación, es necesario comprobar que la alimentación eléctrica de la instalación de alumbrado está regulada a la tensión especificada y que los aparatos de alumbrado están correctamente instalados y cableados. El campo visual de medición, la posición de los instrumentos de medición y la relación entre los puntos de medición se investigan mediante un dibujo en perspectiva.

3. Precauciones que Deben Tomarse al Medir

Al medir la luminancia deben tomarse las siguientes precauciones La fuente luminosa debe estar encendida durante al menos 5 minutos para las bombillas y 30 minutos para las lámparas de descarga antes de iniciar la medición. Mida la tensión de alimentación lo más cerca posible de la fuente luminosa.

El sistema de luminancia requiere una exposición suficiente antes de la medición, ya que se necesita un tiempo de exposición (aprox. 5 minutos) para la estabilización. En el caso de los medidores de luminancia con conmutación de sensibilidad, debe procurarse evitar, en la medida de lo posible, lecturas de escala en el intervalo 0-1/4.

¿Qué es un Sensor de Medición de Distancia?

Los sensores de distancia son dispositivos diseñados para medir distancias.

En la actualidad, han cobrado gran relevancia en aplicaciones como la conducción automatizada de vehículos, maquinaria industrial y sistemas avanzados de seguridad que buscan prevenir colisiones al detectar objetos cercanos. Estos sensores se clasifican en tres tipos principales: ópticos (LiDAR), de ondas milimétricas y ultrasónicos.

La mayoría de los sensores utilizan un mecanismo conocido como TOF (Time of Flight), por el que se envía una señal para cada método y se mide la distancia desde el momento en que se recibe la señal de vuelta del objeto que se está midiendo.

Usos de los Sensores de Medición de Distancia

El uso de sensores de medición de distancia depende del método. Entre los cuales se tienen:

1. Método LiDAR

El método LiDAR es un método de alta resolución y, por tanto, de gran precisión en el reconocimiento de la posición y la forma. Se utiliza en operaciones automáticas en las que se acopla a una aeronave o un dron para medir la forma tridimensional del terreno y se emplea para el reconocimiento de la forma de los objetos situados delante de él.

También se utiliza en dispositivos de seguridad que permiten a los vehículos de guiado automático reconocer la distancia a los obstáculos, y en dispositivos que reconocen la forma y las dimensiones de los productos para su clasificación automática.

2. Sistemas de Ondas Milimétricas

Los sistemas de ondas milimétricas tienen una distancia de medición relativamente grande y son resistentes a los cambios ambientales. Se utilizan en sensores de movimiento que detectan objetos en movimiento, como personas, dentro de un rango limitado, y en aplicaciones de seguridad.

También se utiliza en el control de crucero adaptativo y en el frenado anticolisión para facilitar el manejo del vehículo. Los monitores de ángulo muerto, que detectan objetos que se acercan por detrás y proporcionan asistencia para el cambio de carril en autopistas, también se basan en este sistema.

3. Sistemas Ultrasónicos

El sistema ultrasónico es un sistema de bajo costo. Sin embargo, la distancia de detección es inferior a la de otros métodos, en torno a los 10 m.

Como puede introducirse a bajo coste, es adecuado para su uso en sensores de movimiento que encienden las luces cuando se acerca una persona, y para detectar mercancías en cintas transportadoras. También se utilizan para detectar obstáculos al aparcar vehículos.

4. Cámaras Estereoscópicas

Las cámaras estereoscópicas también pueden clasificarse como sensores de medición de distancia, ya que pueden calcular distancias a partir de imágenes. Combinadas con los sensores de medición de distancia por onda milimétrica, que son excelentes para medir distancias, se utilizan a veces en sistemas de asistencia al conductor de vehículos que utilizan imágenes junto con la distancia para tomar decisiones.

Principio de los Sensores de Medición de Distancia

Muchos sensores utilizan un mecanismo denominado TOF (en inglés: Time of Flight). Para cada método se envía una señal y la distancia se mide a partir del momento en que se recibe la señal reflejada del objeto que se está midiendo.

1. Método LiDAR

Los sistemas LiDAR utilizan luz láser, que puede ser luz visible, ultravioleta e infrarroja cercana. La distancia se calcula transmitiendo un haz láser de señales pulsadas y detectando el tiempo que tarda en recibirse la luz reflejada del objeto que se está midiendo.

Tiene una gran resolución, puede detectar incluso objetos pequeños y se caracteriza por una gran precisión de ± unos milímetros. En cambio, no es adecuado para medir objetos a través de los cuales penetra la luz o en entornos polvorientos. Tampoco es adecuado para medir en lugares donde las condiciones de luz cambian de forma compleja.

2. Método de Ondas Milimétricas

Los métodos de ondas milimétricas utilizan ondas electromagnéticas que corresponden a ondas milimétricas. Los sistemas de ondas milimétricas pueden dividirse en sistemas de impulsos y sistemas FMCW. El método por impulsos transmite ondas de radio por impulsos y calcula la distancia detectando el tiempo que tardan en recibirse las ondas de radio reflejadas del objeto que se está midiendo.

El método FMCW transmite ondas de radio de frecuencia variable en el tiempo y calcula la distancia a partir de la frecuencia de batido (diferencia de frecuencia) generada por la interferencia entre las señales transmitidas y reflejadas. Los sistemas de ondas milimétricas pueden medir grandes distancias, tienen una precisión de ±0,1 mm y son resistentes a ambientes luminosos y polvorientos.

Sin embargo, no es adecuado para materiales que absorben fácilmente las ondas de radio, concretamente plásticos, ropa y materiales no metálicos.

3. Método Ultrasónico

En el método ultrasónico, se transmiten ondas ultrasónicas pulsadas y la distancia se calcula detectando el tiempo que tardan en recibirse las ondas ultrasónicas reflejadas del objeto medido. Las ventajas de este método son su bajo coste de introducción y que puede utilizarse en líquidos y sólidos, así como en el espacio.

Sin embargo, los inconvenientes son que la distancia medible es corta, de unos 10 m, y que sólo pueden medirse objetos de cierto tamaño. Además, las ondas sonoras no son adecuadas para materiales que absorben el sonido y no sirven para medir esponjas y materiales espumosos.

4. Cámaras Estereoscópicas

Las cámaras estereoscópicas utilizan dos cámaras para fotografiar el objeto a medir y adquirir información posicional. El sistema utiliza la medición de tres puntos basándose en la información posicional de las dos cámaras y la distancia de instalación de la cámara para detectar la distancia al objeto medido.

Las cámaras estereoscópicas tienen la desventaja combinada de que es difícil recoger datos de imagen en carreteras oscuras y la precisión de la detección se reduce a contraluz.

Más Información sobre los  Sensores de Medición de Distancia

Ejemplos Conocidos de Aplicación de Sensores de Medición de Distancia

Los sensores ToF se utilizan en sensores de medición de distancia montados en smartphones. La información sobre la distancia medida se utiliza para mejorar la precisión de la función de autoenfoque de las cámaras de los smartphones.

Esto permite calcular la distancia entre el sujeto y la cámara con un alto grado de precisión, incluso en entornos que antes eran difíciles de enfocar, y ha mejorado significativamente el rendimiento de la función de autoenfoque. Es posible medir la distancia entre la cámara y cualquier parte de la imagen, y se espera que permita procesar como datos 3D imágenes de cámara que antes sólo se capturaban en 2D.

La aplicación de esta tecnología mejorará enormemente la precisión del reconocimiento de objetos en imágenes, y hay grandes esperanzas puestas en su adaptación a los campos de la realidad virtual (tecnología VR) y la realidad aumentada (tecnología AR).

¿Qué es un Generador de Ultrasonidos?

Un generador de ultrasonidos es un dispositivo que produce ondas ultrasónicas, que son vibraciones del aire con una frecuencia igual o superior a 20 kilohercios y que se encuentran fuera del rango de audición humana.

Para generar estas ondas ultrasónicas, se requiere que un objeto vibre a una frecuencia alta, lo que a su vez provoca la vibración del aire circundante. En este proceso, se emplean elementos piezoeléctricos, también conocidos como cerámicas piezoeléctricas.

La base de este principio radica en la propiedad piezoeléctrica de estos elementos, que responden a la aplicación de una tensión eléctrica al estirarse o contraerse según su polaridad.

Cuando se aplica una tensión alterna desde electrodos conectados al elemento piezoeléctrico, éste vibra a gran velocidad debido al efecto piezoeléctrico y puede generar ondas ultrasónicas.

Usos de los Generadores de Ultrasonidos

Los generadores de ultrasonidos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde situaciones familiares hasta ámbitos industriales. Por ejemplo, pueden utilizarse para líquidos que contengan partículas líquidas y sólidas para producir emulsiones o para preparar muestras y pigmentos.

Es de uso frecuente en los sectores académico e industrial es la limpieza de componentes mecánicos y electrónicos mediante ondas ultrasónicas. Puede eliminar contaminantes diminutos que no pueden eliminarse simplemente limpiándolos con productos químicos.

En situaciones familiares, los generadores de ultrasonidos se utilizan en humidificadores para atomizar el líquido y producir niebla.

Principio de los Generadores de Ultrasonidos

Los elementos piezoeléctricos utilizados en los generadores de ultrasonidos son un tipo de material cerámico fabricado con óxido de titanio, óxido de bario y otros materiales cocidos a altas temperaturas.

Una de las características de estos elementos es que cuando se aplica presión externamente, se genera una tensión en el elemento. Por otra parte, el elemento se expande y se contrae cuando se le aplica tensión.

La razón por la que se genera tensión cuando se aplica presión a un sólido se debe a la distorsión de la estructura cristalina en el sólido por la aplicación de presión.

Los iones positivos y negativos están dispuestos en el sólido, y las fuerzas externas distorsionan la posición de estos iones, provocando un sesgo de carga en el sólido.

Como resultado, se produce una polarización eléctrica y se genera una tensión dentro del sólido.

A la inversa, puede entenderse que se aplica una tensión y el campo eléctrico hace que la posición de los iones se desplace, cambiando así la estructura cristalina y el espesor del sólido.

Cuando se aplica una tensión alterna de alta frecuencia a este elemento piezoeléctrico, el elemento se expande y contrae a gran velocidad, lo que genera rápidamente ondas longitudinales (sonido), que se emiten en forma de ultrasonidos.

¿Qué es un Homogeneizador Ultrasónico?

Un homogeneizador ultrasónico es un dispositivo diseñado para lograr la homogeneización de partículas en un líquido mediante la irradiación del líquido con ondas ultrasónicas.

Estas partículas pueden ser sólidas o gotas dispersas en el líquido. El proceso ultrasónico genera microburbujas de tamaño extremadamente reducido (con dimensiones que oscilan entre centenares y decenas de micrómetros) en el líquido. Cuando estas microburbujas colapsan, generan turbulencias en la solución.

Esta turbulencia impacta en las partículas, aplastando y particulando las partículas grandes y dispersándolas para homogeneizarlas. Incluso cuando la mezcla resulta difícil con la agitación mecánica normal, se pueden preparar suspensiones homogeneizadas y líquidos emulsionados más estables.

Usos de los Homogeneizadores Ultrasónicos

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan en diversos entornos, ya que pueden producir líquidos homogéneos muy estables (suspensiones y emulsiones).

1. Producción Alimentaria y Láctea

En la industria de procesamiento de alimentos y productos lácteos, los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan para producir dispersiones y emulsiones con el fin de obtener una calidad estable. 

2. Fabricación de Cosméticos

Del mismo modo, en la fabricación de cosméticos, la emulsificación altamente estable permite producir cremas, lociones, etc. de alta calidad.

3. Otros

También son eficaces para regular la estabilidad y viscosidad de dispersiones y suspensiones (suspensiones) de cerámicas, pigmentos, minerales, etc. Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan no sólo en la fabricación, sino también en la investigación y el desarrollo en biología y microbiología para la disrupción de tejidos celulares y virus, y para el pretratamiento de la extracción de ADN y proteínas. También se utilizan ampliamente para la suspensión y emulsificación en la investigación en el campo de los materiales.

Principio de los Homogeneizadores Ultrasónicos

1. Generación de Ondas Ultrasónicas

Los homogeneizadores ultrasónicos se componen de elementos clave, como el oscilador y el transductor. El oscilador es el encargado de generar una señal eléctrica que provoca la vibración vertical de la punta del transductor, también conocida como punta o bocina, a una frecuencia de aproximadamente 20.000 vibraciones por segundo.

La vibración transmitida por la punta se propaga al líquido, transfiriéndose en forma de ondas ultrasónicas a través del medio líquido.

2. Cavitación

Como las ondas sonoras son ondas longitudinales, viajan a través del líquido, creando repetidamente zonas de alta y baja densidad en el líquido. Las zonas de densidad extremadamente baja se convierten en burbujas de vacío. El fenómeno que produce estas burbujas es la cavitación (cavitaciones). 

3. Ruptura, Dispersión y Homogeneización

En el momento en que estallan las burbujas se genera una potente turbulencia que provoca el desgarro o aplastamiento por colisión de las partículas aglomeradas, con lo que las partículas del líquido se vuelven más finas y homogéneas. Este es el mecanismo por el que se produce la homogeneización mediante la generación repetida de turbulencias finas y fuertes a través de la cavitación.

Características de los Homogeneizadores Ultrasónicos

Las características de los homogeneizadores ultrasónicos y los puntos que deben tenerse en cuenta al utilizarlos son los siguientes.

1. Riesgo Relativamente Bajo de Contaminación por Materias Extrañas

Algunos homogeneizadores mecánicos convencionales tienen muchas superficies de contacto con el líquido de muestra, como perlas, cuchillas o superficies de trituración física. Además, como se establece contacto físico con las partículas para realizar la trituración, existe una alta probabilidad de que se produzcan daños en la zona de contacto.

En comparación con éstos, los homogeneizadores ultrasónicos tienen una superficie de contacto relativamente pequeña y no se dañan por el contacto físico, por lo que se reduce la posibilidad de que objetos extraños, como residuos, entren en el líquido (contaminación).

2. Bajos Costos de Mantenimiento y Gestión

Como no se ejerce ninguna fuerza física sobre la superficie de contacto para aplastar el material, hay menos deterioro del equipo debido a la fricción, lo que reduce el coste de mantenimiento y gestión del equipo.

3. Adecuado a la Intención de Homogeneizar la Distribución Granulométrica

En la fase final de la homogeneización, la particulación se produce casi exclusivamente por el choque de las partículas entre sí. Por lo tanto, las partículas suelen tener una forma cercana a la de una esfera, y el producto final es una dispersión de partículas bien definidas. En otras palabras, se adapta mejor a la intención de alinear la distribución del tamaño de las partículas. 

4. Puede Provocar una Descomposición Excesiva de los Componentes

Debido a la elevada energía de los ultrasonidos, puede provocar una disgregación excesiva de los componentes del líquido. Por ejemplo, en el caso de muestras biológicas, las células se desintegrarán.

Sin embargo, ésta suele ser la situación en la que se utilizan más bien los homogeneizadores ultrasónicos para la disrupción celular, y es importante saber cómo utilizarlos. Cuando se eliminan las células, se utilizan enzimas proteolíticas para romper el tejido conjuntivo y eliminarlas.

5. Genera Calor

Durante el uso se genera calor, que puede ser una fuente de desnaturalización de las proteínas en las muestras biológicas. Por lo tanto, el tiempo de procesamiento y los intervalos de irradiación deben optimizarse y enfriarse.

¿Qué es una Máquina de Ensayo de Carga?

Las máquinas de ensayo de carga se utilizan para probar si los generadores y otros equipos de generación de energía pueden funcionar adecuadamente según sus especificaciones nominales        es decir, la capacidad de poner en marcha sistemas de rociadores, bombas de hidrantes interiores, evacuadores de humo, etc. en caso de emergencia) en funcionamiento real.

Generalmente, las pruebas (pseudopruebas de carga) se llevan a cabo simulando una cierta cantidad de carga en el equipo que se va a probar durante la puesta en servicio o las inspecciones periódicas del equipo generador.

Según el Reglamento de la Agencia de Gestión de Incendios y Catástrofes, el método de pruebas de carga del generador de emergencia se establece claramente como “Se realizará y confirmará el funcionamiento continuo durante el tiempo requerido a la velocidad de rotación nominal y con una carga igual o superior al 30% de la potencia nominal, utilizando un dispositivo de prueba de carga simulada, carga real, etc.”. 

Usos de las Máquinas de Ensayo de Carga

Las máquinas de ensayo de carga se utilizan para realizar pruebas de carga en generadores de emergencia instalados en instalaciones tales como hospitales, escuelas, residencias de ancianos, grandes almacenes, hoteles y posadas, edificios de oficinas, condominios, fábricas, parques, oficinas gubernamentales y supermercados.

Según la normativa mencionada, las pruebas de carga pueden realizarse como prueba de carga real (utilizando equipos reales de la instalación) o como pseudo prueba de carga, pero la prueba de carga real presenta los tres inconvenientes siguientes

1. Se producirá un corte de corriente o un fallo momentáneo de la corriente en la instalación.
2. El factor de carga no es estable.
3. Hay que soportar a un gran número de personas.

Por otro lado, las pseudo pruebas de carga pueden resolver los inconvenientes anteriores de las pruebas de carga reales y presentan las siguientes ventajas

1. Como no se necesita agua para la prueba, no hay riesgo de descarga eléctrica ni de fugas y se puede mantener un alto nivel de seguridad.
2. Se pueden acomodar varias capacidades y tensiones. En particular, mediante la combinación de transformadores,            el sistema también puede utilizarse para pruebas de alta tensión (6600/3300 V) y alta tensión especial (11-77 kV), por lo que puede utilizarse fácilmente para pruebas de carga en grandes generadores.

Principio de las Máquinas de Ensayo de Carga

（La estructura interna básica de una (cuasi) máquinas de ensayo de carga consiste principalmente en una sección resistiva.

La parte resistiva convierte la potencia (energía eléctrica) en energía térmica, que luego se consume.

La resistencia calentada se enfría a la fuerza mediante un ventilador, lo que permite realizar pruebas continuas durante un largo periodo de tiempo. Se trata casi de la misma estructura que un secador de pelo, por lo que puede denominarse un gran secador de pelo.

El procedimiento para realizar una prueba de pseudo carga con una máquina de ensayo de carga no difiere mucho entre alta y baja presión, y la prueba de carga se realiza básicamente conectando        la máquina de ensayo de carga a un generador (unidad) para su inspección.

Sin embargo, como se consume una gran cantidad de electricidad en el caso de la alta tensión, la máquina de ensayo de carga será grande y estará montado en un vehículo, es decir, la máquina de ensayo de carga estará montado en un camión de 2 ó 4 toneladas (tipo montado en un vehículo).

Esto también significa que las máquinas de ensayo de carga montadas en vehículos y los generadores deben conectarse mediante cables temporales (y, por lo tanto, los cables también deben curarse).