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Señales Inalámbricos & Jaulas de Faraday en la Medición de la Temperatura

Transmisión de Temperatura Inalámbrica No importa si desea rosas en enero o salmón fresco en agosto, una cadena de suministro con temperatura controlada lo hace posible. Durante todo el año, productos frescos, como verduras, mariscos y flores pasan por una red continua de bodegas refrigeradas, camiones y cámaras frigoríficas, desde la hacienda hasta el minorista.

Todo este sistema depende de mantener las temperaturas consistentes. Diferente del producto congelado, que normalmente se mantienen a 20ºC (68ºF) o más bajo la congelación, los productos frescos deben mantenerse en un estrecho rango de temperatura. Normalmente, entre 0 a 5°C (32 a 41°F). Si el sistema de enfriamiento falla en un congelador, puede llevar varias horas hasta que la temperatura suba por encima de la congelación y para que el producto se deteriore. Pero los productos frescos, al mantenerse dentro de límites muy justos, se deterioran mucho más rápido.

Para equilibrar, es fundamental monitorear constantemente las temperaturas. En muchos entornos, no es práctico pasar largas longitudes de cable que toman las señales de los termopares a una sala de control central. En esas situaciones, el monitoreo inalámbrico de temperatura es una alternativa altamente económica. Sin embargo, las cámaras frigoríficas y los congeladores presentan desafíos particulares para las comunicaciones inalámbricas. Como todos que ya han perdido la señal del teléfono móvil en un ascensor bien lo saben, las cajas de metal pueden bloquear las señales de la radio. Este informe de OMEGA Engineering discute los beneficios del monitoreo de la temperatura inalámbrica y el desafío de adquirir señales de radiofrecuencia en un invólucro metálico. Las secciones individuales cubren:
  • Principios de monitoramento de temperatura inalámbrica
  • Por qué hacer todo inalámbrico
  • Limitaciones
  • Soluciones
  • Transmisores de temperatura inalámbricos

Principios De Monitoramento De Temperatura Inalámbrica

 Conector del Termopar Inalámbrico (UWTC)
Conector del Termopar Inalámbrico (UWTC)
Receptores de conector/transmisor inalámbricos (UWTC-REC1_2)
Receptores de conector/transmisor inalámbricos (UWTC-REC1_2)
Mientras los termómetros son ideales para lecturas visuales de temperatura, la instrumentación exige el uso de termopares o detectores de temperatura de resistencia (RTDs). En general, están conectados directamente al dispositivo de exhibición, pero se vuelve difícil, cuando son necesarios largos cables. En esas situaciones, la respuesta es utilizar un transmisor de temperatura inalámbrica.

Se puede ajustar fácilmente los sistemas inalámbricos. Los cables del termopar pasan a un transmisor con batería. Éste transmite una señal por la frecuencia de 2,4 GHz a un receptor montado hasta una distancia de 122 m (400'). La línea visual es preferida para el rango máximo y fuerza de señal, pero el sistema puede transmitirse por obstrucciones con un rango reducido.

Using a USB connection to a PC, the receiver sends the temperature plus connector ambient reading, RF transmit strength and battery condition to data acquisition software.

Al usar una conexión USB a una PC, el receptor envía la temperatura más la lectura del ambiente del conector, la fuerza de transmisión de RF y la condición de la batería al software de adquisición de datos.

¿Por Qué Hacer Todo Inalámbrico?

Es difícil combatir la robustez de una instalación física, pero hay buenas razones para elegir un sistema inalámbrico.
  • Permite el monitoreo por largas distancias, sin largos cables. Se recomienda que los cables del termopar y de extensión se mantengan abajo de 30,5 m (100') para evitar que resistencia de ciclo se vuelva muy alta o que haya errores de medición por ruido eléctrico.
  • No se necesita alimentación eléctrica. Algunos transmisores inalámbricos usan baterías.
  • Las condiciones de la cámara frigorífica deben mantenerse las 24 horas al día, los 7 días por semana, y no es práctica para esperar que alguien haga las verificaciones regulares con un termómetro.
  • Identificar rápidamente las condiciones operativas anómalas y reducir el riesgo de deterior, si falla el sistema de refrigeración.
  • No se utilizan cables, lo que puede ser caro.
  • Flexibilidad. Si un área de almacenaje de refrigeración se mueve o si los transmisores inalámbricos reconfigurados pueden reimplementarse rápidamente y con casi ningún costo.
  • Monitoreo en tiempo real, independiente del registro de temperatura que solo ofrece datos históricos.
  • Capacidad de programar las alarmas, si las temperaturas estén fuera de los límites predefinidos. Con algunos sistemas, se puede tener un alerta por SMS ou correo electrónico, de surgir un problema.

Limitaciones

Los transmisores de temperatura inalámbrica sufren de un punto débil: muchos congeladores y cámaras frigoríficas están construidas con paredes de acero. Dichas paredes bloquean las transmisiones de la señal de la radio. Este tipo de invólucro es conocido como Jaula de Faraday, nombrado en homenaje al científico inglés Michael Faraday, que fue el primero a demostrar tal fenómeno. Una Jaula de Faraday es un recipiente metálico que evita que una carga eléctrica entre o salga. En lugar de penetrar en la jaula, la carga eléctrica, sea por radiotransmisiones o por otra fuente, como iluminación, se dispersa por la superficie (por eso uno está seguro dentro de un auto durante una tormenta). El mismo efecto se aplica a las señales dentro de la jaula, que no puede salir, por la misma razón.

Soluciones

Al considerar que el instalador del sistema inalámbrico conoce el problema de la jaula de Faraday, en general, es sencillo implementar los métodos de transmisión alternativa. Los dos métodos son:
  • Ponga el transmisor por una ventana (una puerta también funcionará si es de una construcción no metálica).
  • Rosquee los cables del termopar por un pequeño orificio en la pared, al montar el transmisor en la parte externa de la cámara frigorífica.

Transmisores de Temperatura Inalámbricos

Los transmisores con batería compactos pueden aceptar un amplio rango de entradas de termopar para beneficiarse de una variedad de aplicaciones. La frecuencia de la transmisión es programable por el usuario. Para las situaciones donde se prefiere un RTD, un transmisor lleva una entrada de sensor de RTD de 3 cables y transmite los datos de la misma manera.

Las transmisiones inalámbricas pasan a un receptor conectado a un PC o a una red o por la Internet por un receptor.

Datos Fuera de La Caja

El sistema de distribución de la cadena de refrigeración permite que los consumidores disfruten de productos frescos en la mayoría de los locales y a cualquier momento del año. Esta red de bodegas refrigeradas, los remolques y las salas de almacenaje depende de los sistemas de monitoreo de temperatura, que ofrecen cambios rápidos que pueden llevar al deterioro.

El monitoreo inalámbrico ofrece mayor flexibilidad que los sistemas cableados junto con la capacidad de enviar los datos por varios kilómetros. Sin embargo, como muchos congeladores y cámaras frigoríficas se construyen con paredes con paneles de acero, tenemos el problema de adquirir señal inalámbrica fuera de una Jaula de Faraday. El Informe de OMEGA Engineering destaca los desafíos particulares de esas cámaras y sugiere dos soluciones baratas.

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