martes, 11 de marzo de 2008

Sensores radio activos

Los sensores radioactivos son quellos que mediante la utilzacion de elementos radiantes pueden medir algunas variables de un proceso especifico. A continuacion, algunos ejemplos:


  1. Sensor Radiactivo para medir niveles de líquido

Este consiste en un aparato que utiliza radiación nuclear para medir los niveles de líquido en los tanques de combustible.

El aparato se compone de una pluralidad de fuentes elongadas de radiación, posicionadas en la parte interna de un tanque de combustible, junto a un número igual de dispositivos de detección ubicados en la parte externa del tanque, opuesta a las fuentes de radiación. Tres fuentes de radiación posicionadas en el interior del tanque en un mismo plano horizontal en un angulo de aproximadamente 120º dan como resultado la cantidad de liquido con bastante precisión

El objetivo es la medición de la cantidad de líquido en un tanque o contenedor, y más precisamente el uso de radiación nuclear para este fin, además de que sea utilizado medios hostiles, ej: movimientos continuos y giros.

Diagrama de bloques





Una variación del tubo Geiger 106C con un mínimo cambio de tamaño de algunas pulgadas es utilizado a manera de detector para medir las emisiones de la fuente radioactiva. Con un voltaje en el rango de los 1000 voltios y el tubo Geiger conducido hacia la fuente emisora, los pulsos obtenidos son de 10 voltios. La máxima velocidad del tren de pulsos generado es de 2000 por segundo y la corriente drenada por el tubo Geiger es de 50 microampers. Los pulsos negativos provenientes del tubo Geiger fueron invertidos y alimentan a un contador cuya salida es de 0 a 5 voltios positivos de corriente directa proporcional a la cuenta. El intervalo de cuenta esta fijado en 100 milisegundos, es lo que mejor se acopla al diseño de los 3 sensores a 120º entre si. La potencia consumida por el sensor es de medos de 250 miliwatts por tubo Geiger.

2.- Medidor de altura radioactivo


Esta invención trata de un controlador automático de nivel, en pocas palabras, un sensor de altura radioactivo.


Es sabido que se utilizan amortiguadores ajustables o un arreglo de amortiguadores de aire en la suspensión para proveer un control en la fuerza para masas sin o con resortes de amortiguamiento en un valor determinado. Varios aparatos se han propuesto para censar la altura entre estas dos masas del vehículo para el propósito de controlar la presión aplicada en una cámara de un aparto de amortiguamiento controlado. Un ejemplo este censado de altura a arreglo de control es dado en la Publicación de la SAE No. 780051 “Sistema para Nivel Electro-controlado de Aire Seco para Carros de Pasajeros y Camiones Livianos” por Jerry W. Burns. Es deseable que un sensor de altura sea integrado con el ensamblado del amortiguador de aire y que el arreglo del sensor se incorpore sin alterar la integración en la cámara de alta presión del amortiguador de aire.

Esto es, por lo tanto, el objetivo general de esta invención, la cual provee un sensor de altura para control de nivel el cual ya esta integrado en el aparato de control de nivel. Un objetivo secundario el proveer al sensor, el cual mantiene la integridad de la cámara de presurización, en tal nivel de control.





Funcionamiento:





La invención esta llevada a cabo mediante la emisión de por lo menos una fuente de radiación beta y un detector, cada uno conectado a cada masa amortiguada o no amortiguada a un vehiculo dentro del grado de alineación de la fuente y el detector es indicativo de la relación altura entre las masas, donde el detector comprime un material fluorescente para que emita una luz, la cual al irradiarse con radiación beta y expuesta a un fotosensor cercano produce una señal eléctrica para controlar el nivel del sistema. Esta contemplado que la fuente y el detector se montaran dentro y fuera, respectivamente, de la cámara del aparato amortiguador y la radiación beta pasara a través de la pared de la cámara.


Problema 2

Se desea medir la posición angular de un brazo robótico usando un codificador óptico incremental. Se desea obtener una resolución de 0,5 ° en todo el margen de medida, que va desde 0 ° hasta 360 °.

  • Diseñe el sistema de medida. Indicando como ubicaría el sensor y cuales serian sus características mecánicas.

  • Diseñe el sistema de procesamiento de la información si se desea mostrar la información en un display de siete segmentos, y conservando la resolución indicada. Describa el circuito electrónico utilizado.


Solucion:

  • Diseñe el sistema de medida. Indicando como ubicaría el sensor y cuales serian sus características mecánicas.

Como se nos pide una precisión de 0.5º tenemos 720 posibilidades, así que para tener una precisión exacta tenemos que utilizar un artilugio con este numero exacto de estados, para eso podemos implementar un disco perforado sujeto al eje de rotación del brazo mecánico y cercano a la base en donde se proporciona los sensores ópticos, los cuales constan de un acople de un led-fototransistor, entre los cuales se coloca el disco perforado, tal que, pase la luz pase la luz del diodo hasta el fototransistor a través de los agujeros sin que el disco toque los sensores y que gire de acuerdo al movimiento del eje, los sensores se deben colocar estratégicamente distanciados el uno del otro de forma tal que exista un desfase entre sus respectivas señales de salida que se introducen a la entrada j y k respectivamente de un flip-flop y con esto al obtener una salida Q=0 ó Q=1 se indica el sentido de giro del brazo.

  • Diseñe el sistema de procesamiento de la información si se desea mostrar la información en un display de siete segmentos, y conservando la resolución indicada. Describa el circuito electrónico utilizado.

El sistema de procesamiento esta constituido por un microcontrolador de la gama alta el cual se le introducen señales p que indica por pulsos la cantidad de grados o posiciones en que se a hecho rotar el brazo mecánico en su movimiento, tomando en consideración que cada agujero tiene que esta espaciado, uno del otro, 0,5º. La cantidad de pulsos es proporcional a su desplazamiento en grados, el programa que se encarga de hace esta relación mediante el conteo de pulsos, también se deberá tomar en cuenta la señal q que indica el sentido de giro, y de esta manera saber si se incrementaron o decrementaron los pulsos recibidos.Dicho valor equivalente debe ser codificado en 7 segmentos por el procesador para ser enviado por los puertos a los displays. Para obtener una resolución de medida de 0,5º se requiere la utilización de 4 displays 7 segmentos con sus respectivos transistores de control de habilitación o en su defecto bufers para evitar el exceso de corriente excesiva de los displays, en orden de no quemar los puertos de salida del micro procesador.

De manera opcional, y a través de un diswch, se pude implementar un segundo estado en el cual se visualice a través de los mismos displays el ángulo del ultimo giro con un led bicolor que muestre el ángulo de giro