MEDICIÓN DE OTRAS VARIABLES IMPORTANTES: PROXIMIDAD, PESO Y DESPLAZAMIENTO

MEDICIÓN DE OTRAS VARIABLES IMPORTANTES: PROXIMIDAD, PESO Y DESPLAZAMIENTO

MEDICIÓN DE PESO

Peso es una variable requerida para determinar el nivel de sólidos en un silo, la transferencia de sólidos a través de una faja transportadora o la velocidad de descarga de un alimentador y lógicamente el peso neto del producto en si. Se define como la fuerza ejercida sobre el objeto por la gravedad. El dispositivo más antiguo conocido para medir peso es la balaza mecánica de brazo. Otros dispositivos son la balanza pendular, la de balance con resorte y una combinación de éstos.

Con el tiempo, han aparecido las denominadas celdas de carga hidráulicas, neumáticas y eléctricas, éstas últimas basadas principalmente en la aplicación de galgas extensiométricas. El tipo de aplicación define la forma y tamaño de las celdas de carga. Incluso actualmente se tienen sistemas inalámbricos para el envío de la información del peso medido. Para el caso de laboratorio igualmente, la tecnología actual ha permitido el reemplazo de las balanzas mecánicas por electrónicas de gran precisión.

Existen aplicaciones en las cuales se pueden hacer mediciones de peso en movimiento, como es el caso de camiones de carga. A diferencia de ¡a mayoría de los sistemas hechos para tal fin en que se requiere que le vehículo se detenga, esta tecnología emplea varias microceldas a lo largo de la plataforma, las cuales envían información; electrónica a una computadora para realizar la medición.

Cuando se requiere un método sin contacto, especialmente para el traslado de sólidos por fajas transportadoras, se utiliza uno basado en la radiación de rayos Gamma, similar al de medición de nivel visto anteriormente. Aquí, se emiten los rayos desde una fuente hacia el material. En función a la cantidad de radiación absorbida por el mismo y la velocidad de la faja,, se determina el flujo del material.

DESPLAZAMIENTO

A menudo se hace necesaria la medición del desplazamiento lineal o posición de un elemento mecánico. Los métodos empleados difieren según el tipo de aplicación. Lo común es que todos ellos ¡entregan una señal eléctrica proporcional al desplazamiento. Podemos mencionar dispositivos tales como los transformadores diferenciales de variación lineal (LVDT), los transductores potenciométricos o los encoders lineales.

Un LVDT es un dispositivo electromecánico con un núcleo magnético movible rodeado de tres bobinados cilindricos. Produce una señal ac o de proporcional al movimiento de su núcleo y es lineal sobre un rango especificado. El bobinado primario es excitado con una corriente ac, normalmente en la región de 1 a 10 kHz y entre 0,5 y 10 Vrms. Los otros dos bobinados, los secundarios, son enrollados en oposición, tal que cuando el núcleo de ferrita está en su posición central,! se induce el mismo voltaje en ambos. Dependiendo del desplazamiento del núcleo, la salida ac será proporcional al mismo y la fase de la señal indica la dirección del movimiento con respecto a su posición central.

Figura 17 LVDT

La electrónica asociada a un LVDT, combina ambas informaciones para que el usuario sepa la posición exacta del eje. Este transductor está limitado a relativamente cortos desplazamientos debido a su construcción inherente. Sin embargo, su resolución es virtualmente ilimitada y más bien está limitada por la electrónica externa.

Desde el punto de vista de su aspecto físico, un transductor potenciométrico es similar a un LVDT. Sin embargo al Igual que un potenciómetro, su medición se basa en el cambio de resistencia medida entre el cursor y uno de sus extremos. Prácticamente entonces es una resistencia variable con el desplazamiento lineal.

Los encoders comúnmente están asociados a la medición de rotación o movimiento circular (tal como los RVDT o transformadores diferenciales variables rotativos). Sin embargo existen encoders lineales, entre los cuales se pueden mencionar los ópticos, aunque también se tienen los de tipo magnético, inductivo y capacitivo.

En términos básicos, un encoder óptico lineal consiste en un cabezal explorador que se mueve con el motor y una escala de vidrio o acero montada en al parte estacionaria del sistema. El cabezal contiene una fuente de luz,, fotoceldas y la electrónica. Cuando el cabezal se mueve, la luz incidente sobre la escala es modulada por finas marcas en la superficie de la misma, produciendo salidas sinusoidales desde las fotoceldas. Estas salidas son desfasadas para obtener dos señales sinusoidales en cuadratura. La electrónica posteriormente las procesa para obtener señales digitales.

Al igual que los encoders rotativos, estos dispositivos tienen dos versiones, un tipo ¡ncremental que proveee la posición relativa y el tipo absoluto que provee una posición única. La resolución de estos dispositivos puede llegar a ser tan fina como 0,001 mm, con longitudes de exploración de hasta 30 metros y velocidades de hasta unos 15 m/ seg.

PROXIMIDAD

En muchos procesos industriales se requiere detectar la presencia de algún objeto o elemento mecánico con fines de control. La forma más simple es mediante el uso de dispositivos mecánicos tales como interruptores de fin de carrera (limit switches). Sin embargo no siempre es posible emplear estos métodos que involucran tener contacto con el elemento a detectar. En procesos que involucran por ejemplo el sensar el paso de un producto a través de una faja trasportadora es necesario en la rhayoría de los casos utilizar algún método sin contacto. Es así como se apalrecen como solución los denominados sensores o detectores de proximidad sin contacto. Entre estos tenemos los fotoeléctricos, los inductivos y los capacitivos.

Un sensor fotoeléctrico usa luz para detectar la presencia o ausencia de un objeto. Existen varios tipos: haz transmitido (thru-bejam), retro-reflectivo (reflex) y reflectivo difuso. El sensor de haz transmitido usa dos

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