Medición de la orientación de placas solares [0º a 180º]

Introducción

El cliente tiene la necesidad de medir la inclinación/orientación de placas solares, en el rango completo de 0º a 180º. El problema habitual de los sensores de medición radica en su limitado rango de medida.

Otro requisito del cliente es la monitorización de los datos de la inclinación, teniendo en cuenta que la placa solar mide 150 metros de longitud, si es posible evitando cables.

Desarrollo

Qualites realiza un estudio de giro y plantea la siguiente solución.

  • Se utilizará un dispositivo con dos sensores de medición, cada uno con un rango de medición de ±60º, ambos colocados 90º. De esto modo, se asegurará de que en todo momento haya al menos 1 sensor realizando la medición.
  • Para la monitorización se emplearán dispositivos Bluetooth de largo alcance.

Estudio de giro

En cada posición de inclinación de la placa solar, habrá un sensor (o dos) midiendo:

  • 0 < α < 30˚ → Sensor A midiendo
  • 30˚ < α < 60˚→ Sensores A y B midiendo
  • 60˚ < α < 120˚→ Sensor B midiendo
  • 120˚ < α < 150˚→ Sensores A y B midiendo
  • 150˚ < α < 180˚→ Sensor A midiendo

Envío y monitorización de datos

Instrumentos empleados

Los sensores ZEROTRONIC  se han establecido en el mercado como punto de referencia cuando se trata de medición de alta precisión en la inclinación de las aplicaciones más exigentes.

El ZEROTRONIC  en particular cuenta con las siguientes características:

  • Alta resolución y alta precisión
  • Excelente estabilidad de la temperatura
  • Rangos de medida de ± 0,5 a ± 60 grados
  • El registro sincronizado de los valores de medición de varios sensores
  • Gran inmunidad a los golpes
  • Gran inmunidad a los campos electromagnéticos
  • Excelente repetitividad
  • Excelente estabilidad de larga duración en posición inclinada
  • Excelente linealidad
  • Excelente estabilidad de la temperatura

ZEROTRONIC 3

ZEROTRONIC C

Características comunes de los dos sensores:

  • Las dimensiones exteriores y las características eléctricas son idénticas.
  • El elemento de medición se basa en un péndulo que oscila entre dos electrodos.
  • Dependiendo de la posición inclinada del sistema, el péndulo cambiará su posición en relación con los electrodos y, al hacerlo, la capacitancia entre el péndulo y los electrodos cambiará. El cambio de estas capacitancias se mide digitalmente.
  • La celda del sensor está completamente encapsulada y, por lo tanto, protegida contra cambios en la humedad.
  • Ambos sensores están calibrados en todo el rango de medición con puntos de referencia almacenados en la EEPROM del sensor.
  • Ambos sensores están equipados con un sensor de temperatura y están calibrados por temperatura, lo que permite una excelente compensación de los cambios de temperatura.

Diferencia en las características de los dos sensores:

  • El péndulo del ZEROTRONIC 3 es más grande, lo que proporciona una mejor relación señal / ruido para inclinaciones más pequeñas. El ZEROTRONIC 3 es por lo tanto más adecuado para aplicaciones de alta precisión donde solo se miden pequeñas inclinaciones.
  • La masa del péndulo del ZEROTRONIC C es más pequeña que la del sensor Tipo 3. Esto proporciona una mayor estabilidad si el sensor está inclinado permanentemente.
  • Solo ZEROTRONIC 3 ofrece la opción de salida analógica.

Calibración HTR

Cada sensor es calibrado individualmente sobre el rango de medición, así como sobre el intervalo completo de temperatura en el que el sensor va a ser utilizado. Estos valores de calibración son almacenados como puntos de referencia en la EPROM del sensor.

Hay dos tipos de calibraciones de temperatura:

La calibración estándar de la temperatura se adapta bien para los sensores que se utilizan en un laboratorio típico o un entorno de taller de máquinas: temperaturas alrededor de 20°C cambios lentos de temperatura.

La calibración HTR (Rango extendido de temperatura) es adecuada para los sensores que están expuestos a la intemperie. Estos sensores están calibrados a diversas temperaturas, lo que asegura que funcionan bien en todo el rango de temperatura que el sensor puede ser usado, que es de -40°C a +85°C.  Gracias a la calibración de la temperatura extendida, los sensores HTR muestran un coeficiente de temperatura sustancialmente más baja, que es 1/5 del valor de una calibración de temperatura estándar (ver especificación técnica).

Observación:
Incluso con una calibración HTR, hay que asegurarse de que los sensores están protegidos contra la luz directa del sol y que los cambios de temperatura están afectando a los sensores uniformemente por todos lados.

* Observaciones:

  • ME = Errores a gran escala (se deben principalmente a la deriva de cero)
  • MW = Lectura (los errores se deben principalmente a un cambio de ganancia) sin filtro = valores sin procesar
  • sin filtro = valores brutos
  • con filtro = media flotante sobre 10 valores
  • La calibración HTR reducirá el coeficiente de temperatura en aprox. 5 veces
  • TA = temperatura ambiente

Montaje

Los sensores están fijados a un bloque de precisión, perpendicular.

La emisión/recepción de la señal se realiza mediante los dispositivos BlueTC. Puede incluir baterías para que sea totalmente autónomo.

El software wylerDYNAM es ideal para medir y mostrar inclinaciones, perfiles, etc., tanto de estática como de objetos en movimiento. Con wylerDYNAM se pueden operar todos los sensores y dispositivos de medición de la familia ZEROTRONIC y de la familia BlueSYSTEM. wylerDYNAM muestra y analiza los datos de los sensores conectados. El usuario puede transformar fácilmente los valores medidos, referirse entre sí y mostrarlos en varias formas.

Los módulos de software integrados simplifican una serie de tareas de medición sin la necesidad de dominar la programación del software. Las tareas simples, como calcular la diferencia entre dos sensores o tareas más sofisticadas, como los valores de integración, se pueden realizar fácilmente. Los datos medidos y calculados se pueden mostrar en forma numérica o gráfica en un monitor de computadora; Puede enviarse a una impresora conectada o guardado en un disco duro. Es posible guardar datos en wylerDYNAM de tal manera que puedan usarse para comparar diferentes mediciones o combinar mediciones tomadas en diferentes momentos. Además, se pueden realizar mediciones periódicas, que permiten el monitoreo a largo plazo de los objetos.

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