Los sensores de Fibra Optica están formados por un amplificador que contiene el del emisor y el receptor, y un cable de fibra óptica que transmite y recibe la luz reflejada por el objeto a detectar. Las características y presentaciones dependen mucho del fabricante.
Así como en las Fotocélulas, la evolución tecnológica no se ha hecho muy patente, en los sensores de Fibra Optica se ha notado una evolución en los últimos años muy importante. Un filamento de vidrio sumamente delgado y flexible (de 2 a 125 micrones) capaz de conducir rayo ópticos (señales en base a la transmisión de luz). Las fibras ópticas poseen capacidades de transmisión enormes, del orden de miles de millones de bits por segundo.
Se utilizan varias clases de vidrios y plásticos para su construcción.Una fibra es un conductor óptico de forma cilíndrica que consta del núcleo (core), un recubrimiento (clading) que tienen propiedades ópticas diferentes de las del núcleo y la cubierta exterior (jacket) que absorbe los rayos ópticos y sirve para proteger al conductor del medio ambiente así como darle resistencia mecánica. Además, y a diferencia de los pulsos electrónicos, los impulsos luminosos no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del ambiente. Cuando las compañías telefónicas reemplacen finalmente los cables de cobre de sus estaciones centrales e instalaciones domiciliarias con fibras ópticas, estarán disponibles de modo interactivo una amplia variedad de servicios de información para el consumidor, incluyendo la T.V. de alta definición.
Cada una de las fibras ópticas, puede transportar miles de conversaciones simultáneas de voz digitalizada.Los sensores de Fibra Optica están formados por un amplificador que contiene el del emisor y el receptor, y un cable de fibra óptica que transmite y recibe la luz reflejada por el objeto a detectar.Las características y presentaciones dependen mucho del fabricante. Así como en las Fotocélulas, la evolución tecnológica no se ha hecho muy patente, en los sensores de Fibra Optica se ha notado una evolución en los últimos años muy importante.
De La Fibra Óptica Ventajas.
Capacidad de transmisión: La idea de que la velocidad de transmisión depende principalmente del medio utilizado, se conservo hasta el advenimiento de las fibras ópticas, ya que ellas pueden transmitir a velocidades mucho más altas de lo que los emisores y transmisores actuales lo permiten, por lo tanto, son estos dos elementos los que limitan la velocidad de transmisión.
- Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en frecuencias ópticas.
- Inmunidad a transmisiones cruzadas entre cables, causadas por inducción magnética.
-Inmunidad a interferencia estática debida a las fuentes de ruido. Resistencia a extremos ambientales.
-Son menos afectadas por líquidos corrosivos, gases y variaciones de temperatura.-La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar cerca de líquidos y gases volátiles.
Parámetros de una Fibra Óptica:
Existen varios parámetros que caracterizan a una fibra óptica. Se habla de parámetros estructurales y de transmisión establecen las condiciones en las que se pueden realizar la transmisión de información.
Entre los parámetros estructurales se encuentra:
*El perfil de índice de refracción.*El diámetro del núcleo.
*La apertura numérica.
*Longitud de onda de corte.
En cuanto a los parámetros de transmisión se tiene:
*Atenuación.
*Ancho de banda.
sábado, 26 de julio de 2008
domingo, 6 de julio de 2008
Sensores Generadores
Se consideran sensores Generadores aquellos que generan una señal eléctrica a partir de la
magnitud que miden, sin necesidad de una alimentación eléctrica.
Esto es una alternativa para medir muchas de las magnitudes ordinarias como por ejemplo:
temperatura, fuerza, presión, y otras magnitudes afines.
En algunos casos: Transductor ⇔ Efecto Reversible
En esta parte se toma en cuenta las fuentes de Interferencia cuyos efectos pueden producirse
inadvertidamente en los circuitos. Ejemplos:
• Ruidos (Mecánicos, Magnéticos, Eléctricos, Térmicos, Electrónicos).
• Fuerzas Electromotrices.
• Vibraciones.
• Presencia de Dieléctricos o Potenciales galvánicos.
Caracteristicas de sensores generadores:
- No requieren alimentación auxiliar.
- Están basados en efectos reversibles.
- Algunos efectos físicos en los que están basados son fuentes
de interferencia en otras situaciones (f.t.e.m., deformación en cables).
magnitud que miden, sin necesidad de una alimentación eléctrica.
Esto es una alternativa para medir muchas de las magnitudes ordinarias como por ejemplo:
temperatura, fuerza, presión, y otras magnitudes afines.
En algunos casos: Transductor ⇔ Efecto Reversible
En esta parte se toma en cuenta las fuentes de Interferencia cuyos efectos pueden producirse
inadvertidamente en los circuitos. Ejemplos:
• Ruidos (Mecánicos, Magnéticos, Eléctricos, Térmicos, Electrónicos).
• Fuerzas Electromotrices.
• Vibraciones.
• Presencia de Dieléctricos o Potenciales galvánicos.
Caracteristicas de sensores generadores:
- No requieren alimentación auxiliar.
- Están basados en efectos reversibles.
- Algunos efectos físicos en los que están basados son fuentes
de interferencia en otras situaciones (f.t.e.m., deformación en cables).
Efecto Reversible.
El efecto Peltier es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1834 por Jean Peltier, 13 años después del descubrimiento de Seebeck.
Este efecto realiza la acción inversa al efecto Seebeck. Consiste en la creación de una diferencia térmica a partir de una diferencia de potencial eléctrico. Ocurre cuando una corriente pasa a través de dos metales diferentes o semiconductores (tipo-n y tipo-p) que están conectados entre sí en dos soldaduras (uniones Peltier). La corriente produce una transferencia de calor desde una unión hasta la otra. Una unión se enfría mientras que la otra se calienta. El efecto es utilizado para refrigeración termoeléctrica; esto es un ejemplo de efecto reversible.
Este efecto realiza la acción inversa al efecto Seebeck. Consiste en la creación de una diferencia térmica a partir de una diferencia de potencial eléctrico. Ocurre cuando una corriente pasa a través de dos metales diferentes o semiconductores (tipo-n y tipo-p) que están conectados entre sí en dos soldaduras (uniones Peltier). La corriente produce una transferencia de calor desde una unión hasta la otra. Una unión se enfría mientras que la otra se calienta. El efecto es utilizado para refrigeración termoeléctrica; esto es un ejemplo de efecto reversible.
Efecto Irreversible
Un ejemplo de efecto irreversible seria: Si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. Este efecto es conocido como "Efecto Joule" en honor a su descubridor el físico británico James Prescott Joule, que lo estudió en la década de 1860.
Efecto Termoelectrico
El efecto termoeléctrico en un material relaciona el flujo de calor que lo recorre con la corriente eléctrica que lo atraviesa. Este efecto es la base de las aplicaciones de refrigeración y de generación de electricidad: un material termoeléctrico permite transformar directamente el calor en electricidad, o bien generar frío cuando se le aplica una corriente eléctrica.
El primer efecto termoeléctrico fue descubierto por el físico alemán Thomas Johann Seebeck en 1821. Seebeck se dio cuenta de que una aguja metálica es desviada cuando se la sitúa entre dos conductores de materiales distintos unidos por uno de sus extremos y sometidos a una diferencia de temperatura (véase Efecto Seebeck). Este efecto es de origen eléctrico, ya que al unir dos materiales distintos y someterlos a una diferencia de temperatura aparece una diferencia de potencial. La principal aplicación práctica del efecto Seebeck es la medida de temperatura mediante termopares.
Unos años más tarde, en 1834, el físico francés Jean-Charles Peltier descubrió el segundo efecto termoeléctrico: en la unión de dos materiales diferentes sometidos a una corriente eléctrica aparece una diferencia de temperaturas (véase Efecto Peltier).
El físico inglés William Thomson (Lord Kelvin) demuestra en 1851 que los efectos Seebeck y Peltier están relacionados: un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por una corriente eléctrica intercambia calor con el medio exterior. Recíprocamente, un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por un flujo de calor genera una corriente eléctrica. La diferencia fundamental entre los efectos Seebeck y Peltier considerados por separado y el efecto Thomson es la existencia de este último en un único material, sin necesidad de que exista una unión entre materiales distintos (véase Efecto Thomson).
2 Tipos: a) Reversibles: Efecto Peltier.
Efecto Thompson.
b) Irreversibles: Efecto Joule.
El primer efecto termoeléctrico fue descubierto por el físico alemán Thomas Johann Seebeck en 1821. Seebeck se dio cuenta de que una aguja metálica es desviada cuando se la sitúa entre dos conductores de materiales distintos unidos por uno de sus extremos y sometidos a una diferencia de temperatura (véase Efecto Seebeck). Este efecto es de origen eléctrico, ya que al unir dos materiales distintos y someterlos a una diferencia de temperatura aparece una diferencia de potencial. La principal aplicación práctica del efecto Seebeck es la medida de temperatura mediante termopares.
Unos años más tarde, en 1834, el físico francés Jean-Charles Peltier descubrió el segundo efecto termoeléctrico: en la unión de dos materiales diferentes sometidos a una corriente eléctrica aparece una diferencia de temperaturas (véase Efecto Peltier).
El físico inglés William Thomson (Lord Kelvin) demuestra en 1851 que los efectos Seebeck y Peltier están relacionados: un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por una corriente eléctrica intercambia calor con el medio exterior. Recíprocamente, un material sometido a un gradiente de temperatura y recorrido por un flujo de calor genera una corriente eléctrica. La diferencia fundamental entre los efectos Seebeck y Peltier considerados por separado y el efecto Thomson es la existencia de este último en un único material, sin necesidad de que exista una unión entre materiales distintos (véase Efecto Thomson).
2 Tipos: a) Reversibles: Efecto Peltier.
Efecto Thompson.
b) Irreversibles: Efecto Joule.
Efecto Peltier
El efecto Peltier consiste en el enfriamiento o calentamiento de una unión entre dos conductores distintos al pasar una corriente eléctrica por ella y que depende exclusivamente de la composición y temperatura de la unión.La potencia calorífica intercambiada en la unión entre A y B es [Biel J. G., 1997]:
donde pAB es el llamado coeficiente Peltier, que se define como el calor intercambiado en la unión por unidad de tiempo y de corriente que circula a través de la misma:
J: flujo de corriente eléctrica
S: superficie
T: temperatura absoluta (K)
aA , aB : coeficiente Seebeck de los materiales A y B respectivamente
Efecto Thompson
El efecto Thomson consiste en la absorción o liberación de calor por parte de un conductor eléctrico homogéneo, con una distribución de temperaturas no homogénea, por el que circula una corriente [Biel J. G., 1997].
El flujo neto de potencia calorífica por unidad de volumen, en un conductor de resistividad r, con un gradiente longitudinal de temperatura, por el que circula una densidad de corriente J será:
donde s es el coeficiente Thomson. El primer término corresponde al efecto Joule, irreversible, mientras que el segundo expresa el efecto Thomson, reversible.Desarrollando esta expresión para obtener la relación entre el coeficiente Thomson y Seebeck y teniendo en cuenta las ecuaciones que rigen los efectos Peltier y Seebeck, se llega a
Quedando para la unión:
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