Protección para bombeo y piscina salina ( 2ª parte ) - 8º envió -
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| Fotografía de archivo Zugar |
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| Fotografía de archivo Zugar |
Procedimiento para realizar la protección.
Saludos
Continuación:
Cuando damos la orden eléctrica a la bomba esperamos una respuesta hidráulica que tardara mas o menos tiempo dependiendo de que utilicemos un arranque directo o un arranque suave ( en este ultimo caso dependerá el tiempo de la programación y de que rebasemos los 20 - 25 Hz en bombas centrifugas, las mas usuales ).
Entonces miramos el tubo de salida, y si sale agua, interpretamos que todo es correcto.
Pues bien hagamos lo mismo sin estar nosotros mirando el tubo.
Esa es la función del dispositivo que les proponemos.
Como ya indicamos en la parte 1ª asignaremos la misión a un rotametro modificado en unos casos ( como el que nos ocupa ahora ) o simplemente complementado en otros ( usando el sensor del fabricante ).
El rotametro que hemos adquirido es para 16.000 l/h, puede verse en la fotografía 1, ( se usara en un bombeo de 12.000 l/h ).
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| Fotografía 1 |
Para saber que el rotamentro es acto sacaremos el flotador. La idea es saber si el núcleo que aloja su interior, el lastre o peso, es buen conductor de la electricidad, de campo magnético o de ninguno.
¿ Por que de esto ?. Pues por que nuestro sensor debe detectarlo.
Antes de abrir el flotador lo pesamos, pues cuando terminemos todos los pasos debe pesar lo mismo para garantizar la precisión de medida que nos da el fabricante.
Nuestro flotador pesa 394,5 gramos antes y debe pesarlo después de la modificación.
¿ En que consiste la modificación ?. Pues en hacer que sea " visible " para el sensor que utilicemos.
Observamos de cerca el flotador y vemos que tiene una parte pegada a modo de tapa.
Procedemos a quitarla.
En la fotografía 2 vemos un núcleo de plomo ( nuestro lastre es plomo ) muy ajustado al cuerpo plástico del flotador.
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| Fotografía 2 |
Para alterar el peso lo menos posible debemos ser ingeniosos ya que no hay espacio para meter prácticamente nada y parece difícil poder meter algún cuerpo metálico, conductor eléctrico realmente, que sea " visto " por nuestro sensor.
En cualquier caso a grandes malos grandes remedios.
La fotografía 3 muestra nuestra la solución, es una chapa con buena conducción eléctrica y ademas delgada ( 0,2 mm ), procedente de una " E " del núcleo de un viejo transformador con core loss o factor de perdidas de 1,3 w/kg
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| Fotografía 3 |
COMENZAMOS:
Modificación del flotador:
Para empezar la modificación rebajamos con el torno u otro medio el cilindro de plomo, en el valor del espesor de nuestra chapa magnética + 1/2 décima de holgura para facilitarnos
el trabajo y multiplicado por 2 ( 0,2 mm + 0,05 mm x 2 = 0,5 mm es lo que debemos rebajar el diámetro ), fotografía 4 izquierda.
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| Fotografía 4 |
El conjunto se mete en el cuerpo plástico del flotador, fotografía 4 derecha.
Nos queda rehacer la tapa que quitamos y con esta ajustar el peso.
Yo he elegido un tapón de PVC al que adaptamos mediante torno, fotografías 5, 6 y 7.
El rebaje que le demos no solo sera de encaje si no de calibración para tarar el peso final, por ello se extrae del plato del torno en 3 o 4 ocasiones con el fin de ir pesando el conjunto.
Podéis ver en la fotografía 8 que solo hemos errado en 0,5 gramos lo que es perfectamente valido.
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| Fotografía 5 |
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| Fotografía 6 |
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| Fotografía 7 |
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| Fotografía 8 |
El Sensor:
Hay muchos tipos de sensores o detectores según su principio de funcionamiento, aunque para la detección de metales tres son los mas comunes ( Inductivo, capacitivo y magnético ).
Si el lastre de nuestro flotador hubiese sido un imán utilizaríamos un sensor para este propósito, el magnético, si hubiese sido un cilindro de hierro un sensor capacitivo o inductivo.
Pero nuestra realidad es que tenemos muy poca masa de detección ( solo nuestra pletina de chapa de transformador ) y una distancia considerable, cerca de 20 mm en la parte de mayor diámetro del cono ( es decir si nuestro sensor se situase fuera del cono en la parte de mayor diámetro y el flotador estuviese a la altura de detección la distancia es de 20 mm ).
No obstante permitiremos que se pueda ajustar la distancia sensor - flotador para optimizar los resultados.
Los sensores magnéticos clásicos como los empleados de pick-up en los grupos
electrógenos, cosechadoras, maquinaria agrícola y automoción tienen alcances de detección de unos 3 a 5 mm con masas férricas importantes entre otros motivos por el reducido diámetro de la bobina.
NO nos sirven.
¿ Que podemos hacer ?.
Sencillo. Utilizar un sensor que pueda detectar nuestra fina lamina a los 20 mm necesarios
incluido un margen de seguridad de al menos 5 mm ( total unos 25 mm ).
El sensor elegido es un detector inductivo por corrientes de foucault con alcance de 22 mm +- 10% ( condición de fabricante a una temperatura dada y con un objeto standar o testigo de medidas definidas para el test ).
En función del material a detectar el fabricante nos proporciona un factor de corrección donde 1 es para el acero / 0,7 es para el inox / 0,5 es para el latón / 0,4 es para el aluminio y 0,3 es para el cobre.
Es decir el máximo alcance de detección lo obtendremos con chapa de acero y el menor alcance ( tres veces menos aproxi. ) con chapa de cobre.
En las pruebas realizadas en taller ( a 20 ºC - Hr no medida ) se obtenía detección con nuestra chapa de transformador a 24 mm / con placa de aluminio de espesor 0,95 mm a 9 mm / con lamina de chapa de hierro de espesor 1,2 mm a 20 mm / con lamina de cobre de espesor 0,1 mm a 12 mm / con placa de cobre de espesor 0,1 mm, pero con superficie superior a la del sensor, a 21 mm / lata de Red Bull a 14 mm / Tetra brick de leche a 26 mm / lamina de Tetra brick de anchura similar a nuestra chapa de transformador a 24 mm.
Observese que nuestra chapa de transformador y una tira de cartón con aluminio recortada de un brick de leche proporcionan alcances de detección idénticos.
¿ Que sensor es ese ?.
Se trata de un sensor, fotografía 9, que integra una bobina circular encerrada en un núcleo circular en " U " y que forma parte de un circuito oscilante LC de alta frecuencia.
Fuera del sensor se crea un campo electromagnético alterno que proporciona la zona activa o de detección, en nuestro caso es muy direccional pues se trata de una bobina blindada y de gran alcance debido a su esplendido diámetro de bobina, 27,5 mm.
Cuando se aproxima al sensor un material conductor de la electricidad ( denominado material de amortiguamiento ) y fijaos que digo conductor de la electricidad, no conductor magnético, se produce un fenómeno eléctrico detectable.
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| Fotografía 9 |
¿ Que fenómeno eléctrico ?
Se denomina corrientes de foucault en honor a su descubridor y viene a decir que ...
Si un conductor de electricidad ( nuestra lamina introducida en el flotador ) atraviesa un campo magnético variable perpendicular ( el generado por la bobina de nuestro sensor ) se produce una circulación de electrones ( corriente eléctrica inducida ) dentro del conductor ( nuestra lamina ) creando un campo magnético que se opone al campo magnético principal generado por nuestro sensor ( es una de las leyes de Lenz ).
Las corrientes de foucault se generan en materiales, magnéticos o no, siempre que sean conductores de electricidad ( un ejemplo es el disco de aluminio de los contadores
eléctricos antiguos ).
Un ejemplo pintoresco y conocido es dejar caer un imán por un tubo de cobre donde se ve con claridad que el imán no responde en su velocidad de caída a la ley de la gravedad ya que el campo magnético variable, del imán al caer, induce corrientes en el tubo de cobre ( que no es magnético ) convirtiéndolo en un imán de sentido opuesto ( otra vez la ley de Lenz ) que frena la caída.
El fenómeno foucault es muy amplio y aun siendo un efecto negativo que representa perdidas por calor ( efecto Joule ) se utiliza ese defecto, de forma positiva, en numerosas aplicaciones desde chatarrerias ( selección de metales no férricos ), hasta frenos de camiones y trenes o motores de jaula de ardilla entre otros.
También son detectable los envases de la empresa Suiza Tetra pak ( los conocidos tetrabrick ) debido a que una de sus múltiples capas ( 5 a 6 ) es de aluminio, esto permite por ejemplo el conteo de unidades sobre una cinta o cadena de producción - tratamiento.
Las corrientes de foucault generadas por inducción en nuestra lamina ferrosa van a alterar la condición de trabajo del oscilador principal ( la lamina representa una carga o perdida por transferencia de energía debido a las corrientes de foucault sobre el tanque oscilador, que disminuye la frecuencia de oscilación y la amplitud de la onda, lo contrario ocurriría con una lamina no ferrosa como cobre o aluminio, donde aumentaría la frecuencia de oscilación ), hecho que es mensurado ( cualquier variación sobre la fundamental ) por la electrónica interior convirtiendo esto en una señal digital que activa el relé interno y da la señal de pilotaje a nuestro sistema de seguridad.
Resumiendo:
Ya tenemos un flotador detectable y un sensor capaz de hacerlo a la distancia deseada.
Solo queda situarlos en posición.
Para ello he utilizado materiales simples y de fácil localización.
Un clip o pinza de los usados en fontanería para sujetar tubos ( de la medida de nuestra tubería de entrada al rotametro ), al que practicaremos un agujero de 9 mm para que pase la varilla o tornillo, fotografía 10 izquierda.Una varilla roscada o tornillo de M8 con longitud suficiente y un par de tuercas y arandelas para que el sensor quede frente al flotador en la posición de reposo ( cuando no circula agua ), fotografía 10 centro, diferentes longitudes de la varilla o tornillo permiten elegir diferentes puntos de trabajo seleccionando el caudal requerido por la aplicación.
Por ultimo una abrazadera isofonica a la que he retirado las gomas y utilizo para abrazar el sensor y fijarlo en su posición, fotografía 10 derecha, permitiendo ademas aproximar o alejar el sensor del cuerpo del rotametro.
La forma de unirlo esta en la fotografías 11a y 11b y la del conjunto en la fotografías 12a, 12b y 12c.
Hemos añadido al conjunto ensamblado una pequeña caja estanca para realizar las conexiones
y ocultar un relé de forma que la detección se refleja en unos contactos conmutados libres de tensión.
Hemos añadido al conjunto ensamblado una pequeña caja estanca para realizar las conexiones
y ocultar un relé de forma que la detección se refleja en unos contactos conmutados libres de tensión.
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| Fotografía 10 |
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| Fotografía 11a |
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| Fotografía 11b |
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| Fotografía 12a |
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| Fotografía 12b |
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| Fotografía 12c |
Esto se hace largo así que dejamos para una tercera parte las conexiones eléctricas de nuestro dispositivo de seguridad con el circuito de bombeo o de piscina.
Si lo expuesto os resulta de ayuda o interés podéis seguir el blog picando en añadir a círculos o seguir en G +. Gracias.
G.F.H. ( 8 )
