10 consideraciones a la hora de elegir el sensor adecuado para entornos peligrosos

Cómo cubrir los sistemas de detección y control para entornos peligrosos

Las demandas de producción y fabricación del comercio global del siglo XXI están aumentando a un ritmo asombroso, creando retos industriales que dependen de sensores para su absolución. La trifecta de las demandas de producción global las 24 horas del día, la supervisión fiable de activos en tiempo real y el elevado coste de los recursos necesarios para gestionar activos en ubicaciones remotas han dado lugar a la aparición del IoT industrial y su adopción de sensores inalámbricos. Los sensores son esenciales en entornos industriales difíciles; la clave está en seleccionar el sensor correcto.

Los circuitos electrónicos desprotegidos se dañan o destruyen fácilmente por una serie de condiciones duras e inhóspitas presentes en el proceso industrial, como la exposición al agua, la humedad, las fluctuaciones extremas de temperatura, la entrada de partículas, las descargas electrostáticas (ESD), las interferencias electromagnéticas (EMI), las vibraciones e incluso los impactos físicos. Por ello, controlar la exposición a variables no deseadas es un elemento crítico para la seguridad del equipo, el proceso y el operario. Los sensores se convierten tanto en los principales facilitadores como en los eslabones más débiles del sistema de control, ya que su función tiene lugar en la parte más dura de un entorno adverso.

Al diseñar aplicaciones adecuadas para entornos difíciles, los ingenieros deben tener en cuenta las condiciones exactas en las que debe funcionar cada aplicación de sensores. Por ejemplo, los requisitos de detección y control en fondo de pozo no sólo deben resistir las altas temperaturas, presiones, vibraciones y corrosivos que se dan en los entornos de perforación profunda, sino que también deben realizar un seguimiento de los niveles de temperatura, presión, resistividad e incluso radiación de rayos gamma. La monitorización continua detecta el más mínimo cambio, lo que facilita la identificación de señales de alerta temprana, para planificar en consecuencia y mitigar los daños a largo plazo.

Con miles de modelos de sensores disponibles de diversos proveedores, los 10 criterios siguientes proporcionan un marco de referencia para emparejar correctamente los sensores con su aplicación específica:

1. Piense en lo que quiere detectar: ¿Se trata de detectar un parámetro del proceso (temperatura, presión, caudal), la presencia de un objeto, la distancia al objetivo o la posición de un mecanismo?

2. Condiciones ambientales: ¿Es adecuado el sensor para las condiciones ambientales en las que va a funcionar? ¿Cuáles son las condiciones ambientales únicas?

3. Alcance: ¿Cuál es el límite de medición del sensor? ¿Se situará el objetivo dentro del alcance?

4. 4. Interfaz de control: ¿Qué tipo de interfaz de control y lógica de conmutación se necesita?

5. Resolución: ¿Cuál es el incremento más granular detectado por el sensor?

6. Composición del objetivo: ¿Cuál es la composición material de la sustancia que se va a detectar? ¿Es de metal, de plástico?

7. Repetibilidad: ¿La variable detectada se mide sistemáticamente en el mismo entorno?

8. Factor de forma: ¿Cuánto espacio físico hay disponible para el sensor y qué forma se adapta mejor a la aplicación?

9. Requisitos especiales: La incorporación de nuevos componentes puede crear nuevas condiciones que deben tenerse en cuenta. Por ejemplo, los transductores de vibración piezoeléctricos consiguen convertir la energía mecánica en eléctrica al someter a tensión un cristal piezoeléctrico. Su salida de energía eléctrica es una función directa del diseño del transductor y de la entrada de energía mecánica. Por ello, puede ser necesario proteger el cristal contra las vibraciones que superen un umbral determinado.

10. Los entornos peligrosos requieren algo más que el sensor: Tenga en cuenta que los sensores no son más que un segmento del sistema de control global; también hay que tener en cuenta los conectores y cables de Clase 1 División 1.

No todos los entornos son ideales para componentes expuestos como los sensores, por lo que se han desarrollado iteraciones de la tecnología. Sopese los riesgos ambientales y seleccione el sensor más adecuado para protegerse de dichos riesgos. Algunos fabricantes se especializan en crear una gama de sensores preparados para la industria. Un ejemplo es TDK EPCOS, que cuenta con una lista de sensores de calidad industrial entre los que elegir, incluidos, entre otros, sensores de medición de temperatura NTC, termistores SMD NTC, sensores de nivel, sensores de temperatura límite, sensores de protección de motores, sensores de presión, sensores de humedad y sensores angulares. Investigue las opciones disponibles y compárelas con los requisitos del sistema, después haga una selección.

Contenido proporcionado por AspenCore y TDK Epcos.

Fuente: Engineersgarage, Sensortechy Sensormag

Por Max Teodorescu

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19 DE SEPTIEMBRE DE 2016 POR LAURA M (EDITAR)