Tecnología de sensores ultrasónicos de Allengra: Control preciso para dosificación inteligente
September 9, 2020, 6 minute read
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Kärcher está desarrollando la próxima generación de sus máquinas limpiadoras de suelos con sensores combinados en una válvula de control compacta sin partes móviles, haciéndolas más inteligentes y precisas en la dosificación.
Durante mucho tiempo, el precio unitario de los caudalímetros ultrasónicos fue demasiado alto y sus dimensiones demasiado grandes para integrarlos en dispositivos de uso cotidiano.
En 2011, Allengra GmbH, con la ayuda de un fabricante de chips del sur de Alemania, logró desarrollar un sensor ultrasónico compacto para grandes series destinado a varios fabricantes de calentadores murales de gas, y finalmente entregarlo en producción en serie.
En 2015, Kärcher, fabricante de dispositivos y sistemas de limpieza y líder mundial en su sector, conoció el sensor de caudal volumétrico.
Kärcher trabaja en una nueva generación de fregadoras de suelos que estarán equipadas con tecnología inteligente para una manipulación y dosificación aún más precisa. El departamento de desarrollo combina la medición del caudal con el control y lo integra en una válvula de control compacta sin partes móviles, de modo que la medición no se vea afectada por impurezas en el agua.
Además, Kärcher buscaba un actuador que integrara varios sensores capaces de medir los flujos más finos así como diferencias mínimas de presión.
Nuestro equipo era el socio adecuado para desarrollar un actuador pequeño adaptado a las máquinas de limpieza, destinado a regular la dosificación de la solución de limpieza con gran precisión.
Allengra ya había presentado un diseño de sensor simple y compacto junto con un actuador evaluado y probado, combinado con un sistema de válvula cerámica de control en la feria ISH 2017. Una válvula de control en esta forma compacta con medición de caudal y presión era una novedad en el mercado, hasta el lanzamiento de nuestra Smart Valve.
Para una línea específica de sus fregadoras de suelos, Kärcher necesitaba un actuador con un caudalímetro ultrasónico que midiera con alta precisión el ingreso del agente de limpieza, permitiendo un control y ajuste fácil.
Un sensor de presión adicional indica el nivel en el depósito de agua limpia, que varía entre 0 y 90 cm. La medición debía hacerse en una escala de 0 a 90 milibares – una tarea exigente que el sensor de presión resolvió excepcionalmente bien.
Kärcher deseaba una solución limpia y aún más precisa para la dosificación del producto de limpieza que en sus modelos anteriores. Para lograrlo, la válvula de dosificación no solo debía ser 100 % hermética, sino también cerrar rápidamente.
La válvula de control de Allengra alcanza un tiempo de cierre de 1,4 segundos.
Dado que los dispositivos Kärcher se utilizan en todo el mundo, la robustez de todos los componentes es uno de los criterios más importantes. Se incorporaron progresivamente más empleados al proyecto y el listón fue subiendo cada vez más.
Gracias a pruebas intensivas, Allengra y Kärcher pudieron seguir optimizando la válvula de control. Actualmente, la válvula de control ultrasónica está siendo probada en el campo y su lanzamiento al mercado se producirá este año.
El proyecto es una victoria tanto para Kärcher como para Allengra. Como laboratorio ágil de ideas con un equipo dinámico, Allengra es un socio clave para el desarrollo rápido y económico de un producto altamente especializado que, gracias a su tamaño compacto, pudo integrarse fácilmente gracias a sensores modernos y que ahorran espacio.
Para Allengra, el equipo de proyecto de Kärcher fue un socio profesional con una gran experiencia en desarrollo y una infraestructura global establecida; ambos factores abrieron posibilidades para integrar este nuevo controlador en la próxima generación de fregadoras.
La válvula ultrasónica puede manejar temperaturas de medio entre 5 y 60 °C y presiones entre 0 y 1 bar. Si es necesario, el regulador puede ajustarse para una presión operativa de hasta 6 bar.
La comunicación se realiza, por ejemplo, mediante UART y salida de pulsos PWM. La alimentación eléctrica puede proporcionarse con una batería de litio de larga duración si se requiere. Al no tener piezas móviles, las partículas en suspensión, la suciedad o la arena no afectan la estabilidad a largo plazo ni la precisión de la medición.
Además, está previsto implementar comunicación WLAN o Bluetooth y un bus CAN en la Smart Valve, para hacer que el producto sea apto para integrarse en entornos de Industria 4.0 y automoción.
En el futuro, se eliminarán los espacios muertos para cumplir con los requisitos higiénicos, lo que también califica al controlador para su uso en la industria alimentaria.
