El hidrógeno: una fuente de esperanza

El hidrógeno: una fuente de esperanza

Transmisores de presión con membranas de acero inoxidable dorado para la medición de la presión de gases especiales como el hidrógeno.

Muchos expertos consideran que el hidrógeno es el sustituto ideal del carbón, el petróleo y el gas natural en la industria y el transporte, ya que prácticamente no deja gases de escape al quemarse. Este versátil elemento ya se utiliza con éxito en diversas industrias.
Con el hidrógeno, la transición energética se basa en un nuevo pilar, además de las energías renovables y la eficiencia energética. El hidrógeno producido a partir de energías renovables es un vector energético sostenible, flexible y fácilmente transportable. Además de los actuales programas de apoyo del gobierno alemán, se están invirtiendo siete mil millones de euros para establecer el hidrógeno en el mercado. Se han destinado otros 2.000 millones de euros a asociaciones internacionales. La atención se centra en el llamado hidrógeno “verde”, que se produce exclusivamente a partir de energías renovables. Sólo con el hidrógeno verde se pueden reducir las emisiones de CO2 mediante el uso de fuentes de energía bajas en carbono. En Europa se producen actualmente 9,8 millones de toneladas de hidrógeno al año utilizando principalmente combustibles fósiles. Por ello, la Comisión Europea ha fijado el objetivo de aumentar la producción de hidrógeno verde hasta un millón de toneladas anuales en 2024 y hasta diez millones en 2030.

El proceso de producción de hidrógeno

El hidrógeno existe en la naturaleza en forma combinada y no es fácil de producir. Para ser utilizado como gas, la combinación de hidrógeno y oxígeno debe dividirse. Pero este proceso de electrólisis, que separa químicamente el hidrógeno y el oxígeno, requiere mucha energía. Si se utiliza electricidad procedente de centrales solares o eólicas, se denomina hidrógeno verde. Si procede de combustibles fósiles, se llama hidrógeno gris.
La industria ya utiliza el hidrógeno a gran escala. En este caso, sin embargo, no se utiliza como portador de energía, sino principalmente en la química industrial y la petroquímica en los procesos de producción estoquiológicos. El hidrógeno utilizado en estas aplicaciones es principalmente hidrógeno gris, que se produce mediante procesos de electrólisis o, en su mayoría, como subproducto, por ejemplo, en las refinerías.

Sensores de presión para el hidrógeno: ¿qué hay que tomar en cuenta?
Independientemente de cómo se produzca y utilice el hidrógeno, la manipulación de este elemento es muy exigente en cuanto a soluciones técnicas. Sobre todo, trabajar con el hidrógeno en estado gaseoso es un reto. El hidrógeno es el elemento de menor densidad y menor radio atómico. Esto crea un problema fundamental en el manejo de este gas: su altísima tasa de permeabilidad. Los materiales metálicos son permeables al hidrógeno, lo que tiene un efecto negativo, por ejemplo, en el uso de transductores de presión. Estos transductores constan de una carcasa llena de aceite y un diafragma de acero de unos pocos micrómetros de grosor. Si el hidrógeno se difunde a través de este diafragma y se acumula en el transductor, éste se dañará o incluso se destruirá a largo plazo. En el peor de los casos, el hidrógeno puede incluso penetrar en todo el transductor, creando un grave peligro de explosión.
“Incluso duplicando el grosor de la membrana se consigue, en el mejor de los casos, duplicar el tiempo de difusión”, afirma nuestro experto, fundador de STS Sensor Technik AG.
“Sin embargo, en contacto con el hidrógeno, el recubrimiento de oro de las membranas de acero inoxidable de nuestros transmisores de presión nos permite aumentar el tiempo hasta que se alcanza un volumen crítico de hidrógeno en el transductor por un factor de 10 a 100. Con este método, aumentamos considerablemente la seguridad y la vida útil del sensor”. La razón de este efecto es la permeabilidad 10.000 veces menor del oro en comparación con el acero inoxidable.

Revestimiento de oro de la membrana: la pequeña diferencia
STS desarrolla, fabrica y vende soluciones para aplicaciones específicas en el campo de la tecnología de medición de la presión, desde la fabricación hasta la calibración de los sensores y la inspección final del producto acabado. Estas aplicaciones van desde la construcción de maquinaria hasta las aplicaciones marinas, pasando por las aplicaciones de gas, las aplicaciones médicas/farmacéuticas y las aplicaciones de hidrógeno. Estos últimos presentan un desafío particular. Los átomos de hidrógeno son extremadamente pequeños y, debido a esta propiedad, también pueden penetrar en los materiales sólidos. Este proceso se llama permeabilidad. Con el tiempo, los transmisores de presión se vuelven inoperantes debido a este proceso. STS utiliza diafragmas de acero inoxidable chapados en oro para las aplicaciones de hidrógeno, lo que optimiza considerablemente su vida útil.

¿Cómo funciona?

La permeabilidad del oro es unas 10.000 veces menor que la del acero inoxidable. Con un recubrimiento de oro de 1μm de un diafragma de acero de 50 μm, se puede reducir la permeación de hidrógeno de forma más eficaz que duplicando el grosor del diafragma de acero a 100 μm. En el primer caso, el tiempo necesario para alcanzar un volumen crítico de gas hidrógeno acumulado en el interior del sensor de presión puede incrementarse en un factor de 10 a 100, en el segundo caso sólo en un factor de dos. El requisito para ello es un sistema completamente cerrado y un chapado en oro impecable.
El transmisor de presión piezoresistivo ATM.1ST es ideal para estas aplicaciones de medición de presión estática y dinámica.
Sus rangos de medición van de 0 … 50mbar a 0 … 1000 bar, las precisiones hasta el 0,05%FS, la histéresis y la repetibilidad son mejores que el 0,01%.
Gracias a su diseño modular, el transmisor de presión ATM.1ST puede adaptarse individualmente a muchas aplicaciones.

ITER Reactor Termonuclear Experimental Internacional para la fusión nuclear

ITER Reactor Termonuclear Experimental Internacional para la fusión nuclear

¿Qué es el ITER?

El ITER (“El Camino” en latín) es uno de los proyectos energéticos más ambiciosos del mundo actual.

En el sur de Francia, 35 naciones* colaboran para construir el mayor tokamak del mundo, un dispositivo de fusión magnética diseñado para demostrar la viabilidad de la fusión como fuente de energía a gran escala y sin emisiones de carbono, basada en el mismo principio que impulsa nuestro Sol y las estrellas. Los miembros del ITER – China, la Unión Europea, India, Japón, Corea, Rusia y Estados Unidos – están colaborando desde hace 35 años para construir y explotar el dispositivo experimental del ITER y, juntos, llevar la fusión hasta el punto de poder diseñar un reactor de fusión de demostración.

El ITER será el primer dispositivo de fusión que produzca energía neta. ITER será el primer dispositivo de fusión que mantendrá la fusión durante largos periodos de tiempo. Y el ITER será el primer dispositivo de fusión que probará las tecnologías integradas, los materiales y los regímenes físicos necesarios para la producción comercial de electricidad basada en la fusión.

¿QUÉ HARÁ EL ITER?

1) Producir 500 MW de potencia de fusión
El récord mundial de potencia de fusión lo tiene el tokamak europeo JET. En 1997, el JET produjo 16 MW de potencia de fusión a partir de una potencia de calentamiento total de 24 MW (Q=0,67). El ITER está diseñado para producir un rendimiento energético diez veces mayor (Q=10), es decir, 500 MW de potencia de fusión a partir de 50 MW de potencia calorífica de entrada. El ITER no captará la energía que produzca como electricidad, pero, al ser el primero de todos los experimentos de fusión de la historia en producir una ganancia neta de energía, preparará el camino para la máquina que pueda hacerlo.

2) Conseguir un plasma de deuterio-tritio en el que la reacción se mantenga por calentamiento interno
En la actualidad, la investigación sobre la fusión se encuentra en el umbral de la exploración de un “plasma ardiente”, es decir, uno en el que el calor de la reacción de fusión queda confinado dentro del plasma con la suficiente eficacia como para que la reacción se mantenga durante mucho tiempo. Los científicos confían en que los plasmas del ITER no sólo producirán mucha más energía de fusión, sino que permanecerán estables durante más tiempo.

3) Probar la cría de tritio
Una de las misiones para las últimas fases de funcionamiento del ITER es demostrar la viabilidad de la producción de tritio dentro de la vasija de vacío. El suministro mundial de tritio (utilizado con el deuterio para alimentar la reacción de fusión) no es suficiente para cubrir las necesidades de las futuras centrales eléctricas. El ITER ofrecerá una oportunidad única para probar simulacros de mantas de reproducción de tritio dentro de la vasija en un entorno de fusión real.

¿QUÉ ES LA FUSIÓN?

La fusión es la fuente de energía del Sol y las estrellas. En el tremendo calor y gravedad del núcleo de estos cuerpos estelares, los núcleos de hidrógeno colisionan, se fusionan en átomos de helio más pesados y liberan enormes cantidades de energía en el proceso.

La ciencia de la fusión del siglo XX identificó que la reacción de fusión más eficaz en el laboratorio es la reacción entre dos isótopos de hidrógeno, el deuterio (D) y el tritio (T). La reacción de fusión DT produce la mayor ganancia de energía a las temperaturas más “bajas”.

Para lograr la fusión en un laboratorio deben cumplirse tres condiciones: una temperatura muy elevada (del orden de 150.000.000° Celsius); una densidad de partículas de plasma suficiente (para aumentar la probabilidad de que se produzcan colisiones); y un tiempo de confinamiento suficiente (para mantener el plasma, que tiene propensión a expandirse, dentro de un volumen definido).

A temperaturas extremas, los electrones se separan de los núcleos y el gas se convierte en un plasma, a menudo denominado cuarto estado de la materia. Los plasmas de fusión proporcionan el entorno en el que los elementos ligeros pueden fusionarse y producir energía.

En un dispositivo tokamak, se utilizan potentes campos magnéticos para confinar y controlar el plasma.

¿QUÉ ES UN TOKAMAK?

 Visualización por cortesía de Jamison Daniel, Oak Ridge Leadership Computing Facility

En la actualidad, las centrales eléctricas dependen de los combustibles fósiles, de la fisión nuclear o de fuentes renovables como el viento o el agua. Sea cual sea la fuente de energía, las centrales generan electricidad convirtiendo la energía mecánica, como la rotación de una turbina, en energía eléctrica. En una central de vapor alimentada con carbón, la combustión del carbón convierte el agua en vapor y éste, a su vez, acciona los generadores de las turbinas para producir electricidad.

El tokamak es una máquina experimental diseñada para aprovechar la energía de la fusión. En el interior de un tokamak, la energía producida por la fusión de átomos se absorbe en forma de calor en las paredes de la vasija. Al igual que una central eléctrica convencional, una central de fusión utilizará este calor para producir vapor y luego electricidad mediante turbinas y generadores.

El corazón de un tokamak es su cámara de vacío en forma de rosquilla. En su interior, bajo la influencia de un calor y una presión extremos, el combustible gaseoso de hidrógeno se convierte en un plasma, el mismo entorno en el que los átomos de hidrógeno pueden fusionarse y producir energía. Las partículas cargadas del plasma pueden ser moldeadas y controladas por las enormes bobinas magnéticas colocadas alrededor del recipiente; los físicos utilizan esta importante propiedad para confinar el plasma caliente lejos de las paredes del recipiente. El término “tokamak” proviene de un acrónimo ruso que significa “cámara toroidal con bobinas magnéticas”.

Desarrollado por primera vez por la investigación soviética a finales de la década de 1960, el tokamak ha sido adoptado en todo el mundo como la configuración más prometedora del dispositivo de fusión magnética. El ITER será el mayor tokamak del mundo: tendrá el doble de tamaño que la mayor máquina actualmente en funcionamiento y un volumen de cámara de plasma diez veces mayor.

 

¿CUÁNDO COMENZARÁN LOS EXPERIMENTOS?

 El primer plasma del ITER está previsto para diciembre de 2025.

Esa será la primera vez que se encienda la máquina y el primer acto del programa operativo de varias décadas del ITER.
 

Cronología del ITER

Dic 2025                   Primer plasma

2025-2035                Puesta en marcha progresiva de la máquina

2035                          Comienza el funcionamiento del deuterio-tritio

Le invitamos a explorar el sitio web del ITER para obtener más información sobre la ciencia del ITER, la colaboración internacional del ITER y el proyecto de construcción a gran escala que está en marcha en Saint Paul-lez-Durance, al sur de Francia.

CTD (Conductividad, Temperatura, Profundidad)

CTD (Conductividad, Temperatura, Profundidad)

Un CTD -acrónimo de conductividad, temperatura y profundidad – es el principal instrumento utilizado para determinar las propiedades físicas esenciales del agua de mar. Proporciona a los científicos una representación precisa y completa de la distribución y la variación de la temperatura, la salinidad y la densidad del agua para comprender cómo afectan los océanos a la vida.

Cómo funciona.

El CTD a bordo consiste en un conjunto de pequeñas sondas unidas a una gran rueda de roseta metálica. La roseta se hunde en el fondo marino mediante un cable, y los científicos controlan las propiedades del agua en tiempo real a través de un cable de datos que conecta el CTD con un ordenador en el barco. Un dispositivo con control remoto permite cerrar selectivamente las botellas de agua durante el ascenso del instrumento. Un CTD estándar tarda entre dos y cinco horas en recoger un conjunto completo de datos, dependiendo de la profundidad del agua. Las muestras de agua suelen recogerse a profundidades específicas para que los científicos puedan conocer las propiedades físicas de la columna de agua en ese lugar y momento concretos.

Los sensores CTD, pequeños y de baja potencia, también se utilizan en instrumentos autónomos:

Un perfilador anclado realiza mediciones repetidas de las corrientes oceánicas y de las propiedades del agua a lo largo de casi toda la columna de agua, incluso en aguas muy profundas. Los instrumentos básicos que lleva son un CTD para la temperatura y la salinidad y un ACM (medidor acústico de corriente) para medir las corrientes, pero pueden añadirse otros instrumentos, como sensores bioópticos y químicos.

Los Spray Gliders recorren el océano de forma independiente, siguiendo rutas preprogramadas y saliendo a la superficie de vez en cuando para transmitir los datos recogidos y aceptar nuevas órdenes. Mientras navegan horizontalmente por el océano, sus vejigas internas controlan su flotabilidad, lo que les permite navegar hacia arriba y hacia abajo por la columna de agua como las ballenas y otros animales marinos.

Los flotadores son robots flotantes que toman perfiles o series verticales de mediciones (por ejemplo, temperatura y salinidad) en los océanos.

Los vehículos submarinos autónomos (AUV) son vehículos robóticos programables que, dependiendo de su diseño, pueden ir a la deriva, conducir o deslizarse por el océano sin control en tiempo real por parte de operadores humanos. Algunos AUV se comunican con los operadores de forma periódica o continua a través de señales de satélite o balizas acústicas submarinas para permitir cierto nivel de control.

¿Qué plataformas se necesitan?
El paquete del CTD puede incluir otros accesorios e instrumentos. Entre ellos se encuentran las botellas Niskin que recogen muestras de agua a varias profundidades para medir las propiedades químicas, los perfiladores de corriente acústicos Doppler (ADCP) que miden la velocidad horizontal y los sensores de oxígeno que miden los niveles de oxígeno disuelto en el agua.

Características de los sensores del CTD

  • Resistente al agua salada
  • Alta precisión
  • Ligero
  • Bajo consumo de energía
  • Se puede utilizar en profundidades de hasta varios miles de metros

Observaciones:
Los pequeños sensores CTD de bajo consumo utilizados en instrumentos autónomos como los perfiladores de la columna de agua, los planeadores de pulverización, los flotadores y los AUV son más complejos de manejar. La principal limitación es la necesidad de calibrar los sensores individuales. Esto es especialmente cierto en el caso de los instrumentos autónomos que se despliegan durante largos períodos de tiempo. (Los CTD de los barcos están referenciados a los datos de las muestras de agua, que generalmente no están disponibles para los despliegues de instrumentos autónomos). Por lo tanto, los sensores deben ser estables durante el periodo de despliegue, o se deben hacer suposiciones sobre las propiedades del agua de mar y referenciarlas a los datos. Las propiedades de las aguas profundas suelen ser muy estables, por lo que los datos de los sensores autónomos se ajustan a las propiedades históricas del agua en profundidad.
STS proporciona células de presión de alta precisión para esta aplicación específica.

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Efecto del hidrógeno en los piezotransductores (biofouling)

Efecto del hidrógeno en los piezotransductores (biofouling)

BIOFOULING

El biofouling o ensuciamiento biológico es la acumulación de microorganismos, plantas, algas o animales en las superficies mojadas, dispositivos como entradas de agua, tuberías, rejillas, estanques y, por supuesto, en los instrumentos de medición, causando la degradación del propósito principal de esos elementos.

ANTIFOULING

El antifouling es el proceso de eliminar o prevenir la formación de estas acumulaciones. Existen diferentes soluciones para reducir/prevenir los procesos de incrustación en los cascos de los barcos y en los depósitos de agua marina o salobre.

Recubrimientos tóxicos especiales que matan a los organismos bioincrustantes; con la nueva directiva de la UE sobre biocidas se prohibieron muchos recubrimientos por razones de seguridad medioambiental.

  • Recubrimientos antiadherentes no tóxicos que impiden la adhesión de microorganismos a las superficies. Estos revestimientos suelen estar basados en polímeros orgánicos. Se basan en la baja fricción y las bajas energías superficiales.
  • Antiincrustante ultrasónico. Los transductores ultrasónicos pueden montarse dentro o alrededor del casco en embarcaciones pequeñas y medianas. Los sistemas se basan en una tecnología probada para controlar la proliferación de algas.
  • Irradiación láser pulsada. La tecnología de pulsos de plasma es eficaz contra el mejillón cebra y funciona aturdiendo o matando a los organismos con una duración de microsegundos, energizando el agua con pulsos de alto voltaje.
  • Antifouling mediante electrólisis
  • Los organismos no pueden sobrevivir en un entorno de iones de cobre.
  • Los iones de cobre se producen por electrólisis con un ánodo de cobre.
  • En la mayoría de los casos, la carcasa del tanque o el casco del barco sirven de cátodo.
  • Un ánodo de cobre instalado en la configuración genera una electrólisis entre el ánodo y el cátodo.

La electrólisis puede aparecer debido a los sistemas de tratamiento del agua de lastre (electrólisis y sistemas UV), a los procesos de corrosión o a las diferencias de potencial eléctrico entre los distintos materiales.

EFECTO DE LA ELECTRÓLISIS EN EL TRANSDUCTOR PIEZORRESISTIVO

  • Un resultado de la electrólisis son los iones de hidrógeno positivos
  • Debido a su polarización, los iones de hidrógeno se desplazan hacia el cátodo (carcasa del tanque o casco del barco) donde está instalado el transductor.
  • En caso de contacto directo entre el tanque y el transductor, los iones de hidrógeno permean a través del componente más delgado del ánodo, que es el diafragma del transductor.
  • Tras la permeación de los iones de hidrógeno a través del diafragma, los iones de hidrógeno toman un electrón y se transforman en hidrógeno molecular (H2). El hidrógeno se acumula en el líquido de relleno del transductor.
  • Si este efecto se prolonga, la concentración de hidrógeno en el fluido de llenado aumentará y el diafragma se hinchará. como resultado, el sensor se desvía y emite un valor incorrecto.

CONCLUSIONES

Se analizaron los transductores de presión de acero inoxidable en servicio durante 2 ó 3 años en los tanques de lastre de los buques y la investigación arrojó los siguientes resultados:

Hallazgos

La formación de depósitos en las membranas de acero inoxidable no puede evitarse en la práctica. Mientras los procesos de corrosión puedan tener lugar en la membrana en condiciones anaeróbicas, siempre hay que esperar la formación de hidrógeno y su penetración en el sensor.

Por esta razón, en tales condiciones, la membrana debe ser de un material más resistente a la corrosión, como el titanio.

La corrosión de los intersticios se produce en las piezas metálicas en presencia de un medio corrosivo en los intersticios estrechos y no sellados, como los solapamientos, y en las soldaduras que no son pasantes. La fuerza motriz son las diferencias de concentración entre el medio en la brecha y el área fuera de la brecha, que son causadas por la difusión inhibida de los reactivos en la brecha. La diferencia de potencial asociada a la diferencia de concentración conduce a la corrosión electroquímica en el hueco (tipo hidrógeno) o en su entorno inmediato (tipo oxígeno).

Por esta razón, la membrana debe estar soldada a la carcasa.

RECOMENDACIÓN

De acuerdo con estos resultados, STS Sensor Technik Sirnach AG lleva más de 10 años utilizando con éxito sensores piezorresistivos sin elastómeros con carcasa y membrana de titanio para aplicaciones en aguas marinas, salobres y de mar.

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Sensores de presión del dispositivo de prueba: medición de presión en el compartimiento del motor de la aeronave

Sensores de presión del dispositivo de prueba: medición de presión en el compartimiento del motor de la aeronave

Como muchos ingenieros han descubierto para su disgusto, lidiar con las mediciones de presión en el compartimiento del motor de un avión puede ser una experiencia delicada y frustrante. El calor, las vibraciones, la orientación y una multitud de otros factores entran en juego. Entonces, ¿cómo podemos esperar desarrollar un método para lecturas consistentes y precisas? Bueno, naturalmente, nos quedan horas, días y probablemente meses de pruebas. Sin embargo, todavía necesitamos un sensor de prueba que pueda estar a la altura de las circunstancias, funcionar a través de todas estas condiciones cambiantes y producir continuamente resultados correctos y repetibles. Después de todo, somos ingenieros y los resultados repetibles son una necesidad ocupacional. Afortunadamente para nosotros, STS ha dado un paso al frente para proporcionar una serie completa de sensores de presión. para satisfacer todas nuestras necesidades de prueba. Donde esas necesidades pueden variar desde requisitos de temperatura específicos, restricciones de tamaño, material de sellado y señales de salida eléctricas. Todos los requisitos de SE se cubrirán en el siguiente artículo a medida que abordamos el uso del transmisor de presión STS para nuestras necesidades de prueba.

Continuando con nuestro ejemplo del compartimiento del motor, centrémonos en la presión del aceite. Una de las primeras preocupaciones al seleccionar un sensor de presión para esta prueba es la resistencia a la temperatura. Naturalmente, hace bastante calor al lado del motor de un avión; por tanto, debemos preguntarnos, ¿se puede montar el sensor solo o necesita una pantalla térmica? Más importante aún, ¿el sensor funcionará correctamente cuando los componentes comiencen a calentarse? ¡Las lecturas erráticas de la presión de aceite son muy bajas en la lista de deseos de un piloto! Por tanto, ambos son puntos válidos; pero no te preocupes demasiado. La línea STS de sensores de presión incluye una excelente resistencia a la temperatura, hasta 125 °C. Esto, en la mayoría de los casos, se encarga de nuestras preocupaciones de temperatura iniciales y permite que el sensor se monte en la posición más lógica en el compartimiento del motor sin la necesidad de preocuparse por la interferencia de temperatura. Además, podemos manipular, manipular y ajustar la ubicación del sensor de prueba sin mirar constantemente por encima del hombro para ver si el aumento de temperatura manipulará nuestros resultados. Esto nos proporciona una gran flexibilidad al construir nuestro plan de prueba. 

En el mismo tema de las ubicaciones de montaje, el tamaño del sensor también es crucial. Tratar de encajar una caja desgarbada junto a su elegante motor para una serie de pruebas de presión de aceite sin duda resultaría en algunas cejas levantadas entre todos los involucrados. Además, el espacio en esta área es constantemente escaso. Sin embargo, ese es un puente que no tiene que cruzar, ya que STS ha producido un sensor de presión de perfil bajo y muy compacto que permite un montaje conveniente en toda su área de operaciones de prueba. Gracias a las opciones de personalización avanzadas, de las que hablaremos más adelante, las dimensiones exactas varían de un sensor a otro. Sin embargo, tienden a caer dentro del rango de 50-60 mm (2,0-2,4 ”). Este tamaño pequeño permite una fijación fácil con abrazaderas Adel comunes o cualquier otro soporte disponible en el estante sin perder el tiempo para diseñar un esquema de montaje personalizado, o intentar idear un nuevo método de fijación demasiado complicado cada vez que el sensor tiene que ser reubicado la posición óptima para las lecturas de presión de aceite. Con todo, esto es sin duda un ahorro de tiempo cuando nos concentramos en una serie de pruebas oportuna y eficiente.  

El último factor que tocaremos y que puede ser invaluable para nuestras pruebas de presión es la personalización. La mayoría de las veces, los sensores de presión que están disponibles en el mercado para dicha prueba tienen un alcance bien definido en el que operan. Una única configuración que funciona mejor en ‘este’ rango de presión, para ‘esa’ frecuencia de recolección y todo viene con solo ‘este’ diseño de producto. Sin embargo, los sensores de presión STS ofrecen varias opciones y personalizaciones que nos dan la libertad de no limitar nuestra prueba en función de las capacidades individuales de nuestro sensor.  

Para nuestro ejemplo, por supuesto, debemos tener un material de sellado que no contamine los aceites ni se degrade con la exposición constante. Bueno, tenemos varias opciones para los sellos del sensor que pueden lograr precisamente eso, incluidos EPDM y Viton para garantizar que el sensor esté funcionando al máximo rendimiento durante toda la prueba. O, por el contrario, podemos optar por un sellado metálicoopción para garantizar resultados de prueba adecuados. Es más, quizás necesitemos una conexión de diafragma frontal, con un cable PUR, junto con una señal de salida de 20 mA. STS puede ofrecer exactamente eso, junto con cualquier cantidad de otras combinaciones para garantizar que la conexión del proceso, las señales eléctricas y de salida, la conexión de presión y los sellos sean exactamente lo que necesitamos. Básicamente, el sensor se selecciona con precisión para nuestra prueba y no simplemente un componente que necesitamos calzar en la configuración de la prueba.  

En resumen, debemos diseñar una serie de pruebas de presión de aceite; y como ocurre con la mayoría de las pruebas, se manipularán muchos de los factores. El calor, el método de montaje, el rango de presión y una cantidad asombrosamente grande de otros problemas cambiarán constantemente durante el transcurso de la prueba. Para colmo, necesitamos un transmisor de presión de prueba que pueda caber en este sobre y producir resultados precisos de manera consistente. Bueno, al menos podemos cortar ese problema de raíz de inmediato incorporando un transmisor de presión STS para nuestro régimen de prueba. Los rangos de alta temperatura y presión, combinados con sellos personalizados, conexiones de proceso, salidas eléctricas y de señal, y el diseño general aseguran que este es un sensor que puede preconfigurarse para deslizarse sin problemas en su aparato de prueba.

Prueba de presión de cabina

Prueba de presión de cabina

La presión adecuada en la cabina es crucial en la industria aeroespacial. Después de todo, un piloto inconsciente por falta de oxígeno no será de mucha ayuda a los mandos de una aeronave compleja. Por lo tanto, corresponde a los ingenieros desarrollar un sistema de presión de cabina estelar que resistirá incluso las condiciones más extremas. Para hacer eso, por supuesto, pasaremos mucho tiempo en el banco de pruebas y volveremos a probar cada colector, válvula y recipiente a presión. Entonces, ¿qué necesitamos para crear un sistema de presurización de cabina eficaz y resistente? ¡Un transmisor de presión eficaz y resistente , por supuesto! En el siguiente artículo cubriremos muchas de las posibles opciones y aplicaciones de los sensores de presión STS y cómo podemos usarlos en esta situación.

A medida que armamos nuestro plan maestro para la prueba de presión de la cabina, queremos centrar nuestra atención en dos factores críticos; resistencia a la temperatura y precisión general. Para nuestro ejemplo, avancemos con un avión turbofan. Cuando el aire ingresa al motor, es comprimido por una serie de rotores y una parte de este aire comprimido se desvía hacia el sistema de aire de la cabina para el proceso de presurización. Ahora es el momento de recordar las ecuaciones de flujo compresible. A medida que se comprime el aire entrante, la temperatura también aumentará muy rápidamente. Inmediatamente después de esta compresión inicial, el aire de la cabina se transfiere a un intercooler preliminar para verter una cierta cantidad de ese calor al aire ambiente.  

Como puede imaginar, hay mucho calor entrando en esta área de nuestro sistema. Entonces, naturalmente, si deseamos instalar un transmisor de presión de prueba en este espacio para ajustar o verificar nuestro proceso de presurización de la cabina, necesitaremos uno que incluya una resistencia a temperaturas excepcionalmente altas. Bueno, la línea STS de sensores de presión nos ofrece precisamente eso con un límite de temperatura de 150 ° C (302 ° F), donde el sensor continuará funcionando y transmitirá datos precisos incluso en estas condiciones cálidas. Además, STS ha adaptado un enfoque modular y totalmente personalizable a su proceso de diseño para darnos acceso a muchas más funciones además de una excelente tolerancia a la temperatura.  

Una vez que el aire presurizado se ha enfriado lo suficiente y su presión registrada por nuestro sensor de prueba, el aire puede pasar al colector primario donde el aire aún caliente se mezcla con aire atmosférico más frío para lograr un ambiente cómodo para el piloto. Este es otro vínculo crucial en nuestro proceso de presurización de la cabina y, por lo tanto, es muy probable que esté equipado con un sensor de prueba durante el transcurso de las pruebas del sistema. Sin embargo, las condiciones aquí son muy diferentes de las que se ven en el intercooler. ¿Funcionará el mismo sensor de presión aquí? La respuesta de STS es ¡SÍ! El enfoque modular maravillosamente adaptable a la línea STS de sensores de presión asegura que siempre podremos pedir un sensor que se ajuste a nuestras necesidades.  

Para nuestros propósitos, el colector es una de las últimas paradas para el aire antes de pasar a la cabina. Por lo tanto, las mediciones de presión precisas son cruciales para garantizar que la cabina se mantenga a la presión atmosférica estándar a nivel del suelo. Con eso en mente, tenemos la capacidad de seleccionar la variación más precisa del sensor a ≤ ± 0.05% FS. Este transmisor de alta precisión, el modelo ATM.1ST , garantizará que los ingenieros dispongamos de datos fiables y coherentes para esta etapa particular de la secuencia de presurización de nuestra cabina. 

Si bien estamos en el tema de las opciones y los módulos, STS también nos brinda la flexibilidad de seleccionar entre una larga lista de posibles conectores eléctricos y tipos de señales de salida para garantizar que cada sensor se ensambla con precisión según nuestras necesidades. Esto nos ahorra el laborioso proceso de rediseñar un dispositivo de prueba según las necesidades del sensor. Los conectores estándar entre los que podemos elegir fácilmente incluyen conectores PUR, FEP y M16 de 5 pines. Sin embargo, si esto no es exactamente lo que necesitamos, STS tiene la capacidad de trabajar con nosotros para crear un conector completamente personalizado, ¡así que no hay nada de qué preocuparse!  

La última parada en nuestro sistema de presión de cabina que podría funcionar con un sensor durante nuestro proyecto de prueba es la válvula de salida. Es aquí donde el exceso de aire se purga a la atmósfera si nos acercamos al punto de sobrepresurizar la cabina. Al igual que un sensor de prueba en el colector, la precisión es fundamental para garantizar que mantenemos la presión exacta deseada en la cabina en todo momento, por lo que una vez más, la línea ATM.1ST de alta precisión parecería un punto de partida lógico.  

Reiteremos brevemente las paradas que hicimos a lo largo de nuestro plan de prueba. En primer lugar, tenemos el intercooler que cumple un papel fundamental a medida que el aire se mueve hacia el habitáculo. Por lo tanto, esta ubicación también es fundamental para nuestras pruebas y requiere un sensor que pueda registrar datos de alta precisión y al mismo tiempo resistir la alta tasa de intercambio de temperatura en esa área en particular. ¿Pueden las opciones disponibles para nosotros con el sensor STS lograr esto? Cheque. Luego pasamos al colector, o caja de mezcla de aire, donde la precisión y la consistencia son primordiales. Además, un transmisor de temperatura no estaría mal en esta zona. ¿Podemos abordar esta tarea a través de STS? Cheque. Última parada, el valor de flujo de salida, donde una vez más necesitamos medir y registrar con precisión los datos de presión para nuestra prueba, y nuevamente podemos poner una gran marca de verificación junto a los sensores de presión STS que pueden mantenerse al día. En general, el sensor de presión ATM.1ST tiene el potencial de satisfacer todas nuestras diversas necesidades de prueba a través de un sistema de aeronave dinámico y complejo, ¡así que avance con confianza en el mundo de la presión del aire de la cabina!