Diseño y construcción de un sistema de control de temperatura para viscosímetro
Este trabajo de tesis fue desarrollado para el laboratorio de Mecánica de Fluidos de la Universidad Politécnica Salesiana, sede Cuenca, para las prácticas de laboratorio ya que éstos constituyen una pieza esencial para la formación del estudiante de Ingeniería Mecánica. En donde la construcción del...
| Autor Principal: | Parra Pérez, Iván Augusto |
|---|---|
| Formato: | bachelorThesis |
| Idioma: | spa |
| Publicado: |
2010
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/152 |
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| Sumario: |
Este trabajo de tesis fue desarrollado para el laboratorio de Mecánica de Fluidos de la Universidad Politécnica Salesiana, sede Cuenca, para las prácticas de laboratorio ya que éstos constituyen una pieza esencial para la formación del estudiante de Ingeniería Mecánica. En donde la construcción del sistema de control de temperatura es para el viscosímetro de Engler por el que se regula de manera concisa la temperatura de los diferentes fluidos a los cuales se les obtendrá su viscosidad.
En el primer capítulo se dan las definiciones de los temas relacionados con el desarrollo del proyecto, abarcando desde conceptos de la Mecánica de Fluidos, como son su naturaleza, su principio físico, su variación de viscosidad con la temperatura; también se da una breve explicación sobre el principio de funcionamiento del Viscosímetro de Engler; además se da a conocer los diferentes métodos que existen para encontrar la viscosidad de un aceite como son los viscosímetros de tambor giratorio, viscosímetros de tubo capilar, viscosímetros de caída de bola.
En cuanto al estudio electrónico los temas sobre los que versa este trabajo están dispuestos de tal manera que se tenga presente los conceptos fundamentales y necesarios con los que es posible llevar a cabo el proyecto como son la adquisición de señales, funcionamiento, propiedades y acondicionamiento del sensor de temperatura, sensor infrarrojo, funcionamiento del microcontrolador, funcionamiento de la memoria, y funcionamiento de la interfaz con la PC a través del bus de serie universal USB.
En el segundo capítulo, se da a conocer el procedimiento que se ha realizado, para cumplir con los objetivos específicos que se especificó en la denuncia de tesis: realizar el diseño del control de temperatura, construir el control de temperatura, estudio y diseño del interfaz de comunicación entre una PC y el sistema de control.
Para esto se da primero una especificación del sistema para identificar las etapas de funcionamiento que rodean al microcontrolador, y que este debe gobernar. En donde se tiene un control de ángulo de disparo para regular la potencia de operación de la niquelina, el software del microcontrolador el mismo que debe estar de acuerdo con la especificación del sistema, el software de la PC está hecho con Labview 7.1, en el que se explica toda la parte teórica y práctica para poder ser desarrollada en el proyecto, en la comunicación USB que se da con la PC se detallan los pasos necesarios para cumplir con este propósito.
El Viscosímetro de Engler es un viscosímetro empírico que se basa en el flujo por gravedad de un líquido a la salida de un recipiente donde se mide el tiempo necesario para evacuar cierto volumen de líquido, éste tiempo en segundos es medido por el microcontrolador. El Viscosímetro de Engler se utiliza para determinar la viscosidad relativa de los aceites lubricantes, petróleos, gasolinas, etc. a la temperatura de trabajo que suele ser de 20ºC a 80ºC, y se precisan 200 a 250 cm3 de producto para la determinación.
Para la adquisición de la señal de temperatura en el aceite, se utiliza un Termistor NTC, el cual consiste de una resistencia variable donde disminuye si la temperatura a la que esta expuesto aumenta y viceversa, con éste se realiza un partidor de tensión entre el termistor y una resistencia fija de 100ohm y dicho voltaje variable (0-5)V ingresa al microcontrolador por el pin analógico RA0.
Se pretende mantener constante la temperatura del aceite al que se va a medir su viscosidad, por medio del microcontrolador que realiza un control de ángulo de disparo a la niquelina, que proporciona el calor para llevar a cabo el incremento de la temperatura sobre el aceite en prueba.
Todo este procedimiento se visualiza en una pantalla líquida, es decir se muestran los datos censados, medidos, un menú principal para desplazarse de una función a otra y para seleccionar el modo de funcionamiento a través de la tarjeta de control, o a través de la PC, por medio de un software bajo el entorno de Labview 7.1, el mismo que presenta un Panel Frontal el cual es la interfaz con el usuario, en donde se transmiten y reciben todos los datos del computador al microcontrolador por medio del bus USB.
En el tercer y último capítulo se ve como se desarrolló la tarjeta de control, el diseño consta de dos circuitos impresos, la construcción de la tarjeta de control para el Viscosímetro de Engler fue realizado por el método conocido como Transferencia Térmica.
La construcción del control de temperatura para el Viscosímetro de Engler, se resume en las siguientes etapas: la prueba del circuito armado en protoboard, el diseño esquemático del circuito, el diseño del circuito impreso y fabricación con el ensamble de los componentes, en donde se explica cómo se construyó la tarjeta de control por medio de la transferencia térmica y posteriormente al ensamblaje del mismo. También se explica sobre la calibración y puesta a punto y como se determinó la recta de regresión para lo correcta linealización del sensor de temperatura. |
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