Resumen
- La histéresis se define como la dependencia del estado de un sistema en sus cambios históricos, afectando diversos materiales y tecnologías, como discos duros y campos magnéticos.
- La histéresis es clave para mediciones precisas y confiabilidad en alarmas de sensores y caudalímetros.
- Implementar histéresis mejora la estabilidad del sistema y reduce falsas alarmas.
La histéresis es una característica fundamental en caudalímetros y alarmas de sensores, donde el control preciso y la medición son esenciales. Representa el retraso inherente del sistema o la diferencia en respuesta ante cambios en la entrada o condiciones ambientales.
1. ¿Qué es la histéresis?
La histéresis es un fenómeno en el cual la relación entre la entrada y la salida de un sistema depende de su historial. Es decir, la salida no solo depende de la entrada actual, sino también de las entradas previas.
Un ejemplo común de histéresis es el comportamiento de un material magnético. Cuando se aplica un campo magnético, el material se magnetiza. Sin embargo, al retirar el campo, el material no se desmagnetiza por completo, reteniendo cierta magnetización. Esto ocurre porque los dominios magnéticos se alinean y no regresan a su estado original inmediatamente.
La histéresis también está presente en otros sistemas, como materiales ferroeléctricos, aleaciones con memoria de forma y sistemas biológicos.
2. Histéresis y precisión en la medición de flujo
Los caudalímetros con histéresis pueden proporcionar mediciones más precisas y confiables que aquellos sin histéresis. La histéresis puede generar un retraso en la salida del sensor respecto al flujo real, lo que puede ocasionar lecturas inexactas, especialmente cuando el flujo cambia rápidamente.
3. Configuración del rango de histéresis: selección del rango óptimo
La histéresis es una relación no lineal entre la entrada y la salida de un sensor. En caudalímetros, una histéresis excesiva puede causar retrasos en la medición, mientras que una muy baja puede generar lecturas inestables.
El rango óptimo de histéresis se define según factores como:
- Requisitos de precisión de la aplicación
- Rango de flujo esperado
- Coste del sensor
Ejemplo: Aplicación en caudalímetros
- Precisión requerida: ±5%
- Rango de entrada del sensor: 0-1000 LPM
- Costo del sensor: Medio
- Rango óptimo de histéresis: ±25 LPM
Razones para elegir ±25 LPM
1. Se requiere alta precisión, por lo que el rango de histéresis no puede ser demasiado amplio.
2. El sensor tiene un costo medio, por lo que el rango de histéresis no debe ser demasiado estrecho.
Un rango demasiado pequeño puede generar lecturas inestables, mientras que un rango demasiado grande puede provocar retrasos en la medición. Un equilibrio de ±25 LPM optimiza precisión y costos.
Otros ejemplos
Algunos ejemplos específicos:
- Plantas químicas: Alta precisión requerida → Histéresis de ±10 LPM.
- Tratamiento de agua: Enfoque en reducción de costos → Histéresis de ±50 LPM.
- Plantas de energía: Equilibrio entre precisión y respuesta rápida → Histéresis de ±25 LPM.
4. Estabilidad de alarmas en caudalímetros LORRIC mediante histéresis
Ejemplo: Si el umbral de alarma es 200 LPM, sin histéresis, un flujo que oscile entre 199 y 201 LPM activará y desactivará la alarma constantemente. Con un 10% de histéresis, la señal debe caer por debajo de 180 LPM para apagarse, reduciendo falsas alarmas.
La relación entre la salida y la tasa de flujo:
Bajo la ruta de señal original (línea azul en la imagen), supongamos que 200 LPM es el valor de activación de la alarma de luz roja. Cuando la señal es 0 (abierta), la luz roja se apaga, y cuando la señal es 1 (cerrada), la luz roja se enciende.
Si el flujo oscila entre 199 y 201 LPM sin histéresis, la luz roja parpadeará constantemente, causando interferencias en las operaciones del campo. Al establecer un porcentaje de histéresis del 10%, la señal debe caer por debajo del 10% de 200 LPM (es decir, 180 LPM) para apagar la luz roja, evitando falsas alarmas.
Caudalímetro de Rueda de Paletas FP-AS510 con Tecnología AxleSense
Fabricado en Taiwán y con tecnología patentada AxleSense, el FP-AS510 ha sido inspeccionado y certificado por SGS, y cumple con RoHS. Su rango de medición es el doble del de otras marcas, permitiendo detectar la pérdida de la rueda de paletas que podría causar problemas de flujo cero. Además, cuenta con indicadores de gran tamaño y una pantalla amplia para una supervisión más conveniente en el sitio.