Sensor de nivel óptico tipo flotador

RESUMEN Se realizó un sensor de nivel óptico tipo flotador utilizando fibras ópticas como el medio de la señal de transmisión y recepción. El uso de sensores ópticos nos permite trabajar en condiciones corrosivas y explosivas, son inmunes a los efectos de interferencia electromagnética en comparación al uso de sensores eléctricos y electrónicos. Es importante mencionar que el sensor óptico propuesto no ha sido reportado dentro de la literatura y tampoco se encuentra dentro de la industria; así que se propone el diseño e implementación de un sensor óptico de nivel. Una parte principal del sensor, es el uso de una superficie reflectora, así que son realizados varios modelos de trazos de rayos en superficies cóncavas y planas en Solidworks, con el fin de conocer los trayectos de los rayos incidentes y reflejados. Al obtener algunos modelos, se llevó cabo el diseño de las piezas del cuerpo del sensor en Solidworks y se imprimieron en la impresora 3D modelo MINIFAB 3D y así corroborar el funcionamiento del prototipo. En el caso de los elementos ópticos utilizados, la fibra óptica de plástico, tiene un diámetro en el núcleo más grande en comparación de las fibras monomodo y multimodo, lo que permite que sea mayor la cantidad de luz que se transporten en ellas. El diodo láser y fotodiodo, operan a una longitud de 650 nm. También dos lentes, esférica y cilíndrica, son usados en las pruebas del sensor, lo que permiten confinar la mayor cantidad de luz. El sensor óptico de nivel tiene ventaja sobre los demás ya que trabaja en un campo de valores, pues muchos operan de la forma ON-OFF (Todo o nada) mientras el sensor propuesto trabaja en un campo de medida de valores que corresponde de 3.75 V a 142 mV en 35.08º a una sensibilidad de 0.1353 mm/mV en una tarjeta de adquisición de 10 bits de resolución o si se desea una sensibilidad más pequeña es usada una tarjeta de 16 bits que II corresponde a 0.087a79 mm/mV. Considerando que si tiene un brazo (vástago) que hace contacto con el líquido (flotador) a una distancia de 1 m, se tendría una altura de operación de 80.6 cm. Así que de acuerdo a tal brazo, se puede ajustar la altura de medición a la necesidad que uno requiere implementar el sensor de nivel. Además que es un sensor que puede trabajar en depósitos cerrados o abiertos y ambientes inflamables

ABSTRACT A float type optical level sensor was made using optical fibers as the medium of the transmission and reception signal. The use of optical sensors allows us to work in corrosive and explosive conditions; they are immune to the effects of electromagnetic interference compared to the use of electrical and electronic sensors. It is important to mention that the proposed optical sensor has not been reported within the literature and is not within the industry either; that the design and implementation of an optical level sensor is proposed. A main part of the sensor is the use of a reflecting surface, so several ray tracing models are made on concave and flat surfaces in Solidworks, in order to know the paths of the incident and reflected rays. When obtaining some models, the design of the body parts of the sensor was carried out in Solidworks and printed on the 3D printer model MINIFAB 3D and thus corroborate the operation of the prototype. In the case of the optical elements used, the plastic fiber optic has a larger core diameter compared to singlemode and multimode fibers, which allows a greater amount of light to be transported in them. The laser diode and photodiode operate at a length of 650 nm. Also two lenses, spherical and cylindrical, are used in sensor tests, which allow confining the greatest amount of light. III The optical level sensor has an advantage over others since it works in a field of values, so many operate in the ON/OFF mode (Everything or Nothing) while the sensor option works in a field of measurement of the values corresponding to 3.75 V-142 mV in 35.08º with a sensitivity of 0.1353 mm/mV on a DAQ of 10-bit or if you want a smaller sensitivity is a DAQ of 16-bit corresponding to 0.08779 mm/mV. Considering that if you have an arm (shank) that makes contact with the liquid (float) at a distance of 1 m, you would have an operating height of 80.6 cm. So according to such arm, you can adjust the measurement height to the need one needs to implement the level sensor. In addition, it is a sensor that can work in closed or open tanks and flammable environments