Instrumentacion Flotadores Diesel

En la S.E SLC se cuenta con dos plantas de emergencia como respaldo en el suministro de energía de la caseta de control de equipos, la dimensión de los tanques para el almacenamiento del diesel es la siguiente:

D = ancho = 59 cm 0.59 m
H = largo = 92 cm 0.92 m

Recordando que el volumen de un tanque cilindrico es V = r2h entonces
V = (3.1416)(0.295)2(0.92) = 0.251 m3

Por lo que el volumendel tanque será de aproximadamente 250 lt.
Además se requiere que la palanca del flotador para los tanques diesel sea de por lo menos de unos 59cm de largo para abarcar o tener la indicación de tanque vacío.

Investigue los niveles de señal de entrada que pueden permitir las D20A (tarjetas analógicas):

INPUT ANALOG | INPUT IMPEDANCE |
10 V | 50 mA | 44M 5% (voltaje input) |
5 V | 20 mA ||
1 V | 10 mA | |

La finalidad del proyecto es que mediante una indicación analógica llevada hasta la UTR-SSR2 se pueda monitorear el nivel de diesel en los tanques de las plantas de emergencia. Para ello, habré de emplear un indicador de nivel tipo flotador.

Para la visualización de los niveles de combustible haré una pantalla gráfica en la consola del operador o SSL.

Se diseñó un circuitoelectrónico a base de amplificadores operacionales para acondicionar la señal procedente del flotador e inyectar los cambios de voltaje a la D20A para así poder interpretar los cambios de nivel de diesel en los tanques.

En un amplificador operacional la corriente de salida que puede proporcionar está entre 5 y 10 mA como límite, sin embargo, en el diseño no se va a manejar corriente sino voltajepor ello esté parámetro podemos pasarlo por alto.

Habré de tener pendiente también las escalas a manejar entre la indicación de tanque vacío y lleno respetando los niveles de voltaje que podemos inyectar a la D20A. En cuanto a la impedancia de entrada hacia la UTR-SSR2 no tenemos problemas ya que la salida del circuito es de muy baja impedancia, por lo que no incide o representa carga considerablea la entrada de la tarjeta analógica de la D20A.

El voltaje de inyección a la D20A está en el intervalo de 0-10V, ésta es una condición que tuve que respetar en el diseño, además consideramos que por cada nivel de voltaje obtenido a partir de la posición del flotador se tiene un reflejo en el SSL en valores de ingeniería, los cuales utilicé para representarlos gráficamente en la pantalla de lostanques diesel.

En el siguiente dibujo se muestra el diseño del primer circuito que se elaboró, recalcando que se uso un flotador para gasolina cuyo valores ohmicos son:

Vacío = 96.1
Lleno = 12.1

En la primera etapa empleamos el amplificador en su configuración como no inversor lo que significa que el voltaje de salida tiene la misma polaridad que el voltaje de entrada. Además que la ganancia deun amplificador no inversor siempre es mayor que 1.

Por tanto, la ganancia de voltaje V0 / VI = (R1 + Rf ) / R1

Vacio :
V0 / VI = (96.1 + 30.70) / 96.1
V0 = (1.319)(5) = 6.597v

entonces
R1 = 96.1
Rf = 30.70
VI = 5v
VALORES TEORICOS
Vcc = 9v

Lleno:

V0 / VI = (12.1 + 30.70) / 12.1
V0 = (3.537)(5) = 17.685v

entonces
R1 = 12.1
Rf = 30.70
VI = 5v
Vcc = 9v

Cabe aclarar quelos valores prácticos difieren de los teóricos ya que los valores del voltaje de salida según los cálculos saturan al integrado µA741, es decir, el voltaje de entrada VI debe elegirse de modo que el voltaje de salida V0 resultante no sea mayor que el voltaje de la fuente porque se produce distorsión y en lugar de amplificar se reducen los voltajes que inyectamos a la entrada; claro está, quedepende de la aplicación que deseamos obtener del operacional que en mi caso es reducir los potenciales en la salida. Recordemos que en la UTR no puedo aplicar voltaje mayores a 10v, por ello opté por usar este circuito que como dije no propiamente actúa como amplificador.

Vacio :

V0 = 1.97v

entonces
R1 = 96.1
Rf = 30.70
VI = 5v
VALORES PRACTICOS
Vcc = 9v

Lleno:

V0 = 1.17v

entonces...