MONTAJE / Detector de Fugas

Autores: Sergio Costas y Antonio Pichel (Pontevedra)

DESCRIPCION DEL MONTAJE, APLICACIONES Y UTILIDADES

Hoy en día, son muchos los técnicos y aficionados a la electrónica que conocemos las bondades de los microcontroladores, para el desarrollo de aplicaciones electrónicas, debido a su gran flexibilidad y facilidad de uso.

En nuestro caso, vamos a describir una de sus aplicaciones como detector de fugas, en un grupo de presión de una caldera de calefacción a Gasoil. La pérdida de gasoil por fugas en el circuito de presión es uno de los fallos más graves, estas pérdidas pueden llegar a ser realmente importantes, tanto monetarias como daños materiales así como el grave peligro de incendio.

Este es un caso típico donde un microcontrolador puede llegar a brindar una gran funcionalidad a un bajo costo, un alto nivel de seguridad y un circuito muy reducido.

DESCRIPCIÓN GENERAL

¿Cómo evitar las peligrosas fugas de combustibles en sistemas alimentados con grupo de presión? Cuando la caldera, horno, etc, están alejados del depósito de combustible, éste ha de ser impulsado a presión para abastecer el sistema. El gasoil u otro combustible, debe recorrer varios metros, pasando por uniones, codos, filtros, válvulas, racores, etc. Cuando se produce algún deterioro en los componentes anteriormente mencionados, el combustible se escapará rápidamente, pues el grupo de presión no cesará de funcionar en su intento de estabilizar la presión, la cual se pierde derramando cientos o miles de litros que pueda contener el depósito. Si no contamos con un medio que ponga fin al problema, las perdidas causadas por el derrame serán cuantiosas dado que el combustible no es recuperable y además, deteriora casi todos los materiales que encuentre a su paso.

La situación más peligrosa sería cuando la fuga se produce en una sección del conducto de gasoil, la cual se halla empotrada u oculta puesto que no se hace evidente de forma inmediata.

La efectividad de este circuito se basa en captar el funcionamiento del grupo de presión cuando la caldera u homo, etc, ha dejado de funcionar, esta circunstancia delataría una posible fuga, otra de las estrategias es medir el tiempo de funcionamiento del grupo de presión, el cual debe estar dentro de unos parámetros previamente establecidos, fuera de los cuales, indicaría también la existencia de una fuga.

El circuito que describiremos a continuación, ha sido ampliamente probado y está actualmente en funcionamiento, por lo que creemos, en vista de los resultados obtenidos, que es un circuito muy útil y que brinda una seguridad que merece la pena.

A la hora de diseñar nuestro circuito, se ha tenido en cuenta que la interacción con el entorno a controlar, pueda efectuarse desde el cuadro eléc­trico, con las señales que en el se encuentran sin la necesidad de utilizar elementos externos (como por ejem­plo: válvulas, captadores de presión, etc.) que implicarían instalaciones adicionales.

FUNCIONAMIENTO Y MONTAJE DEL CIRCUITO

La electrónica utilizada en nuestro montaje tiene poca complejidad por lo que podremos entender su funcionamiento con una explicación muy breve. Vamos a analizar uno a uno, los cuatro módulos que componen el mismo. Los nombres y funciones de cada uno son los siguientes:

Módulo A: (Alimentación).

Módulo B: (Sensores).

Módulo C: (Desconexión).

Módulo D: (Control y señalización)

MÓDULO A: (ALIMENTACIÓN)

Genera las tensiones de funcionamiento del resto de los módulos componentes. El circuito de alimentación está compuesto por un transformador de alimentación de pequeña potencia (220v, 12+12v, CT.). Un varistor y un fusible a su entrada lo protege de posibles sobretensiones y sobre intensidades. La tensión de salida es rectificada y filtrada para obtener +12v, necesarios para alimentar el relé de desconexión del grupo presión y para estabilizar a partir de IC1, los +5v necesarios para alimentar al resto de circuitos.

MÓDULO B: (SENSORES)

Detectan la puesta en marcha de las calderas y del grupo de presión. El captador de consumo de los motores, se realiza mediante un transformador de corriente el cual al ser difícil de encontrar en el mercado, lo construiremos a partir de un transformador de alimentación de pequeña potencia (Tr1 y Tr2, de 220v a 6v), al que se le adicionará en shunt con el bobinado de 6v, una pequeña resistencia construida con 15cm de hilo de cobre esmaltado de 0.5mm de diámetro enrollada sobre la parte “EXTERIOR” del mismo transformador. Con dicha configuración (y su circuito asociado) se detecta un rango de corriente que va de 1 a 2A, lo que para nuestro caso, es suficiente ya que el consumo de los motores que vamos a controlar no supera los 500W en régimen de funcionamiento normal.

El funcionamiento del circuito es muy sencillo, cuando circula una corriente por el devanado de 6v, este induce una pequeña corriente en el bobinado de 220v (que en este caso es usado como secundario); dicha corriente es rectificada por un diodo, limitada por el conjunto formado por un diodo zener y un divisor resistivo, y filtrada por un condensador antes de polarizar la base de un transistor ,que actúa como interface entre dicho circuito y el microcontrolador.

MÓDULO C: (DESCONEXIÓN)

Activa o desactiva el relé que produce la conexión o desconexión del motor del grupo de presión, así como conmuta una salida para cualquier tipo de alarma que se desee conectar a la misma.

Como vemos, no es más que un conmutador electrónico el cual interrumpe el funcionamiento del Grupo de presión cuando el microcontrolador a través de una de sus salidas, polariza la base del transistor T1.

Detector de Fugas varios

MÓDULO D: (CONTROL Y SEÑALIZACIÓN)

Procesa la información que recibe del módulo de sensores y en función de esta, envía señales al módulo de activación, muestra el estado actual del proceso en los indicadores de salida (LED’s), y verifica el estado del pulsador de Prueba / Reposición.

El sistema de control y señalización está formado por, además de los ya conocidos LED’s, de un microcontrolador de la casa Microchip, más específicamente el PIC16F84, el cual se ha escogido por su flexibilidad.

Este módulo, a pesar de ser quizás el más importante de todos, también es el más sencillo, ya que cuenta tan solo con dos condensadores, cinco resistencias, cinco LED’s, un resonador cerámico y un circuito integrado. Como podemos comprobar, está formado por muy pocos componentes, 10 de los cuales se usan para señalización y solo 4 son los que realmente se utilizan para la labor de control. A pesar de ello, no deja de ser un circuito potente y eficaz ya que como vimos con anterioridad, la mayor parte de los com­ponentes necesarios están integrados dentro del mismo microcontrolador, lo que hace que se reduzca mucho la cantidad de componentes externos para este módulo.

El funcionamiento de dicho circuito está basado en la ejecución de un programa contenido dentro del microcontrolador el cual se encarga de verificar el estado de los sensores de entrada para mostrar su estado en los LED’s de salida y dependiendo de parámetros como tiempos de funcionamiento o prioridad de encendidos (como vimos con anterioridad), toma decisiones que afectan al circuito de desconexión del grupo de presión.

El montaje no ofrece mayor dificultad. Como es habitual comenzaremos soldando los componentes más pequeños (resistencias, diodos, etc.). Pondremos especial atención en los polarizados, (condensadores electrolíticos, transistores, circuitos integrados, etc.). Finalmente interconectaremos los diferentes módulos y demás componentes asociados. La posición de los mismos así como su polarización la podremos encontrar en las figuras adjuntas.

PROCESO DE AJUSTE

No existe ya que toda la lógica de funcionamiento está integrada dentro del microcontrolador en forma de Software. Los circuitos impresos se presentan a continuación, los cuales se encuentran a tamaño real.

Detector de Fugas fotos

MODO DE FUNCIONAMIENTO

Detector de Fugas procedimientoCuando alimentamos el circuitoa,se iluminará el led de alimentación, y lo primero que hará el microcontrolador será un test de leds, también podremos efectuar dicho test pulsando brevemente el pulsador de BORRADO; la segunda función de este pulsador es la del borrado propiamente dicho, el cual se hace efectivo cuando lo mantenemos pulsado, dejando libre el relé de corte en caso que se halla detectado fuga y provocando a su vez el apagado del led de fallo .Los leds de caldera y grupo de presión se iluminarán solo cuando los sensores detecten la entrada en funcionamiento de dichos elementos.

Detector de Fugas final

Compartir:
(Todavía nada)
Loading...