Informe Del Sensor en Nivel Del Agua

 

 

SENSOR DE NIVEL DE AGUA AUTOMATIZACIÓN  INDUSTRIAL

INTEGRANTES: •  •  •  •  • 

COMUN ASTO JHON HINOS HIN OSTRO TROZA ZA CERRON JJUAN UAN ARTURO HUAMAN HUAM AN MATAMOR MATAMOROS OS XIOMIRA KELL KELLY Y TIXI YARASCA JEMMY CARLOS ZEVALLOS BUENDIA LILIAMS BRIGGITH

DOCENTE:

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Ing. PAUCARCHUCO CASTILLO RICARDO

INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL UNCP 

 

 

Contenido INTRODU INTR ODUCCIÓ CCIÓN N ...................... ............................................... .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 2  

OBJE OBJETIV TIVOS OS ...................... ............................................... .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 3

 

MARCO TE TEÓRIC ÓRICO O..................... .............................................. .................................................. .............................................. ........................................ ................... 3

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SENSOR DE NIVEL DE AGUA ................................................................................................... 3  

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PARTE EXPERIM EXPERIMENTAL ENTAL ........ ................ ................ ................ ................ ................ ................. ................ ............... ................ ................. ................ .............. ....... 5 Material Ma teriales: es: ..................... ............................................. ................................................. ............................................... ............................................... ............................... ...... 5 Procedimi Proced imiento: ento: ................... ............................................ .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 5 Programa Progr amació ción n...................... ............................................... .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 5

 

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RE RESUL SULTAD TADOS OS ................... ............................................ .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 6 Datos Dat os obt obtenidos enidos::..................... .............................................. ................................................. .............................................. ............................................. ....................... 6

 

Programació Programa ción: n:..................... .............................................. .................................................. .............................................. .............................................. ........................... .. 7 DICU DICUSIÓN SIÓN DE RESU RESULTADOS LTADOS ......... ................. ................ ................ ................ ................ ................. ................ ............... ................ ................. ............... ...... 8

 

CONCL CONCLUC UCIO IONES NES................... ............................................ .................................................. .............................................. ............................................ ....................... 8

 

BIB BIBLIOG LIOGRAF RAFIAS IAS.................... ............................................. .................................................. .............................................. ............................................ ....................... 9

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  INTRODUCCIÓN

La medi medición ción de ni nivel vel es muy muy impor importante tante en la in industr dustria, ia, tanto desde d esde el punto de d e vi viss ta del fun funci cioo namiento namie nto del proceso como de la la consideración consideración del balance balance adecuado ad ecuado de mater ateria iass  prim  pri mas ó de productos productos final ales. es. Podemos Podemos di divvidir los instr strum umentos entos de medi medici ción ón de nivel nivel desde sus diferentes diferentes aplicacio aplicaciones, nes, dos grandes grupos se forman forman si consideramos los medidor medidores es de nivel nivel de lílíqui quidos dos y los medidores edidores de d e ni nivel vel de sólidos sólidos,, mediciones claramente claramente dif diferenc erenciadas iadas por sus disti distintas ntas peculi peculiar ariidades dad es y las aplicaciones aplicaciones particul particulares de las que son objeto. Podem Pode mo s dividir div idir los instrumento instrumentoss de ni nivel vel de acuerdo acuerd o a su utilizac utilizació iónn como medidor medidor continuo continuo de ni nivel vel ó como detector de nivel. En el sigui siguiee nte in inform formee se pretende pretende hacer la medición de niv nivel el de lílíqui quido dos, s, estos esto s trabajan trab ajan midi midiee ndo, bien directamente la altura altura de d e lílíquido quido sobre sob re un unaa lín línea ea de referencia que  pueden  pu eden ser ser un una sonda sonda,, cinta cinta o pl plom omada, ada, etc., … La aplicación aplicación se realiz realizará ará mediante la obtenció obte nció n de datos, dato s, para su luego luego calibració calibración, n, de esta forma forma hacer una una medición medición más exacta del d el sensor.

 

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  OBJETIVOS

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Co mprender el fu Comprender funci nciona onamie miento nto del sensor de ni nivel vel en agua. ✓   Determi Determinar nar un rango de fu funci ncioo namiento nam iento confiable confiable en llaa experim experimee ntació ntac ión. n. ✓   Anal Analizar izar los componentes in internos ternos que se presentan pres entan en el sistema. ✓   Aprender a util utilizar izar el sensor junto con c on sus aplicacio aplicaciones nes y el tipo de uso uso dado. dado .

  MARCO TEÓRICO

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SENSOR DE NIVEL DE AGUA Sensor de d e ni nivel vel de agua, del tipo fu funci ncioo nal que se activa activa en fu funci ncióó n controlada. control ada. Este módul móduloo puede agua, el componente principal es

que comprende un conjunt conjun to de la altura altura del niv nivel el de agu aguaa detectar la la prof profun undidad didad del de l un circuito amplificador que

est  fformado ormado princi principalme palmente nte por un transistor transistor y un unas as líneas línea s metálicas etálicas en el PCB. PC B. Cuando es estt  puesto en el agua, el elemento sensor presentar   una una resistencia resistencia que puede camb camb ia iarr  ju  junnto con el cambi cambioo de profu profundi didad dad del agu agua. La señ señal al de la  profuundi  prof didad dad del ag aguua es con convvertida ertida en señal señal el eléctr éctriica, y  podemos  podem os conocer conocer el cambi cambioo de profu profundi didad dad del agu agua. Ilustración 1- S SENSOR ENSOR DE AGU A

 

TIPOSDESENSORESDENIVELDEAGUA

 

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Sensor de agua por flotador:   Este

tipo de sensor de agua agua es uno de los los más Sensor de agua por burbujeo:  Este tipo de sensores sensore s incorpo incorporan ran un unaa varilla varilla que llllega ega hasta el fondo del recipiente. Sensor de agua capacitivo:  Consta C onsta de un unaa sonda que mide la permisividad eléctrica del agua, agua, siempre dif diferente erente a la del aire aire que contiene contiene el recipiente. Sensor de agua conductivo:  Este tipo de sensor sensor se s e apli aplica ca para para medir medir el niv nivel el en tod todos os aquellos aquell os lílíquidos quidos que son conductores conductores de la electricidad. electricidad . Sensor de agua por ultrasonido:  Este tipo tipo de d e sensor de d e agua cuenta con emisore emisoress de ultraso ultrasonidos nidos que emiten emiten un unaa onda hasta hasta llegar llegar al lílíqui quido do y rebota reb ota para ser captada cap tada por este sensor de nivel. empleados en la actualidad.

 

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VENTAJAS

           

Apagado automático Ajuste de sensibilidad Interruptor Interru ptor de membrana embrana ON / OFF Consum Co nsumoo de energía energía extremadamente bajo Utilizar Util izar un sensor de ul ultraso trasonidos nidos más preciso y potente potente Soporte para el sensor con anclajes que no permita que se mueva   Crear una PCB con todos los componentes

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CARACTERÍSTICAS:

           

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Voltaje ddee fu Voltaje funci ncioo nami nam ie nto: nto : 5V Corriente de trabajo: traba jo: < 20 mA mA Interfaz: analógica Anchoo de detección Anch detecc ión:: 40 mm mm × 16 mm mm Temperatura Tem peratura de trabajo: 10° C ~ 30 °C Señal de d e voltaje de salida: salida: 0 ~ 4.2V

 APLICACIONES:  APLICACIONES:

  Obra Obrass civil civiles es:: Los sensores sensores de agua agua son empleados empleados de fforma orma com co mún en las obras ob ras ci civile viles, s,

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 para el llllen enado ado y vaci vaciado ado de ciste cistern rnas as y tanqu tanques es de ag aguua. buena manera de controlar el nivel nivel de ag agua ua de un un pozo y a la vez m mante antene nerr   Pozos: Una buena la protección p rotección de d e la bomba de agua, agua, es utiliz utilizar ar este tipo de sensores.   Equi Equipos pos climatiza climatizador dores es:: El uso de un sensor de agua agua en equipos de cl clim imat atiización zació n ayuda a mantener su seguridad seguridad,, gracias al establecimiento estab lecimiento de alarm alarmas as que avi avisan san si exi existe ste falta de agua   Incubador Incubadoras as agrícolas: El fu funci ncioo namiento nam iento de máquinas máquinas in incubado cubadoras ras de hu huevos evos requi req uiee r e de unos unos nivel nivelee s de agua agua óptim ó ptimos. os. Por ell ello, el uso de estos sensores se hace necesario necesar io  para man manten tenerlo erlos. s.

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Especificaciones  Sensor de de nivel de nivel por rad radar ar HCDAR-63

  Apli Aplicació cación: n: Material Mate rial sólido, sólido, Polvo sólido, sólido, Todo tipo de polvo

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Entorno   Rang Rangoo de d e medición: medición: 0  70m   Proce Proceso so de conexión: conexión: Brida Brida   Temperatura media: (-40  350) ℃    Presión de proceso: (-0,1  2) MPa   Pre Precisi cisión ón direccional: direccional : ± 15 mm   Salida de d e señal: (4  20) mA mA HART / RS485 MODBUS M ODBUS   Grado a prueba prueba de explosi explosiones: ones: Exi Exia IIC T6 Ga Ga   Grado de protección: IP68 Rangoo de d e frecuencia: frecuencia : 26GHZ   Rang ～

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Ilustración 2- SENS SENSOR OR DE NIVEL

 

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  PARTE EXPERIMENTAL

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Materiales:

  Sensor detector de

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agua conectado a Arduino

  Vaso de precipitado

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de 200ml

Procedimiento:

Toma de datos para calibración 1.  Llenar Llenar el vaso de precipitado a 200m 200 ml con co n agua de caño. 2.  Reali Realizar zar el circuito circuito y program pro gramació aciónn con el sensor detecto de tectorr de agua. 3.  Real Realiizar 5 lecturas lecturas aproxim aproximadam ada me nte por cada nivel nivel (0, 25, 50, 75, 100, 125 y 140 ml) ml),, y obtener obtener su promediaci promediacióó n de cada una. una. 4.  lectura) Co n los en Con datos dato s obteni obtenidos dos reali realizar zar un unaa curva curva de calibra calibración ción (Profun (Profundd idad vs. Valor de Excel.

Programación 1.  Par Paraa realizar realizar el control del d el sensor se tiene tiene un program pro gramaa básico que ffue ue utilizad utilizadoo por un

anterior Sensor de Nivel anterior Nivel dado de baja. 2.  Despe Despejar jar la ecuación registrada en la curva de calibra calibración ción e in introd troducir ucirla la en la  program  prog ramaci ación ón básica. básica. 3.  Agregar algunos algunos parám pará metros etro s en e n la program pro gramació aciónn para para que en el monitor serial arro a rroje je un mensaje indica indicando ndo el nivel nivel en el que se encuentra el agua. agua.

 

 

Ilustración 3-RANG OS DEL SENSOR SENSOR

 

  RESULTADOS

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Datos obtenidos: Señal vs. Profundida Pr ofundidad d

Profu Pro fundi ndidad dad

Prom. Pro m. Señal

0

0

25 50

140 207

300

75

252.4

200

100

303.6

150

125

315.2

100

140

340.8

50

Ilustración 5-RESULTADOS DEL EXPERIMENTO

400

y = -0.0167x 2 + 4.5874x + 14.041

350

R² = 0.9872

250

 

0 0

20

40

60

80

100

 

Ilustración 4-TABLA ILUSTRATIVA DEL EXPERIMENTO

120

140

160

 

Programación:

int val = 0; // guarda la lectura int int pin p inN Nive ive l = A0; // pin utilizado N iv ivel el de Agua float N; int ledRojo = 7; void setup() { // inicializamos monitor serial Serial.begin(9600);  pin  pinMode (ledR (ledRojo, ojo, OUTPUT OUTPUT); ); } void loop() { val = analogRead(pinNivel); N=(4.5874+sqrt((4.5874*4.5874)+(4*0.0167*(14.0141+val))))/0.0334;

Serial.print("Lectura ="); Serial.println(N); if (val