Instrumentación Electrónica de Redes Hidráulicas

La propuesta de esta tesis es cambiar los métodos de aprendizaje utilizados para impartir clases mediante el uso de la instrumentación electrónica y virtual. Gracias a los avances en la tecnología, se facilita el desarrollo de nuevos métodos para medir, capturar, analizar y manipular datos obtenidos de procesos naturales, mecánicos, químicos o de medicina. El departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad de las Américas - Puebla, en el afán de cambiar sus métodos clásicos de aprendizaje, y volverlos más didácticos, visuales y con mayores capacidades, construyó un sistema hidráulico para estudiar el comportamiento de un fluido al ser impulsado por diferentes tipos de materiales, calibres y trayectos. Colocó distintas tuberías y en cada una varios puntos de los cuales se pueden extraer muestras de presión de dicho fluido. El problema a resolver es tomar dichas muestras mediante un sensor de presión diferencial, amplificarlas, procesarlas e interpretarlas con un sistema de instrumentación virtual y electrónico, dicho sistema debe incluir el software y hardware necesarios. El sistema debe ser de bajo costo, de uso rudo, didáctico y con un alto grado de exactitud. Para resolver este problema se implementó un sistema de instrumentación virtual con la ayuda de la paquetería Labview, de la familia de National Instruments, así como también, se utilizó la paquetería Excel de Microsoft para la realización de las gráficas. Se implementó un sistema de 8 entradas analógicas, las cuales fueron amplificadas y conectadas a una tarjeta de adquisición de datos, también de la familia de National Instruments. La información obtenida de la tarjeta, fue procesada por Labview y los datos obtenidos fueron graficados por Excel. Se utilizó un sensor de presión diferencial para obtener las muestras, se tuvo que hacer el diseño de las protecciones del sistema y reproducirlas al número de muestras requeridas por el sistema hidráulico, así como el medio de transporte de la señal y un sistema de adquisición de datos. Las unidades de medición solicitadas por el departamento de Ingeniería Civil y Ambiental fueron psi (lb/in2), por lo que se tuvo que hacer la conversión de unidades conveniente, ya que el sensor entrega valores de voltaje proporcionales a valores de presión en kPa. El diseño de todo lo anterior fue propio, por lo que se tuvo que hacer algunas adaptaciones a los instrumento utilizados. Por ejemplo, se utilizaron cajas universales para conectores RJ-45, las cuales no están diseñadas para alojar a un sensor de presión diferencial; se tuvieron que taladrar para obtener la muestra de presión requerida. La parte de ingenio para crear un sistema con las características antes mencionadas es lo que sobresale en esta tesis, esto sin dejar atrás el grado de exactitud que se logró