Resumen

Presentamos un sensor capacitivo inteligente basado en tecnología de placa de circuito impreso (PCB) para medir la cantidad de contenido de agua en la pasta de papel en la parte húmeda de una máquina papelera. El sensor desarrollado incorpora en la misma PCB los circuitos de procesado de señal. Se trata de un dispositivo portátil de mano, y su salida se envía al equipo de lectura mediante una conexión inalámbrica Bluetooth, proporcionando al operador del sensor facilidad de movilidad alrededor del extremo húmedo de una máquina papelera. El prototipo se probó en un laboratorio, utilizando una malla metálica para emular el final de una máquina de papel, y pudimos medir y detectar fácilmente cuando alcanza el contenido de agua en el rango de 90% a 92%, como se requiere en el proceso de fabricación de papel. La desviación estándar de las mediciones de capacitancia en varios niveles de humedad es cuatro órdenes de magnitud menor que la media. El sensor inteligente se probó en el rango de temperaturas de 20°C a 40°C, en una pasta de papel con un contenido gravimétrico de agua del 91%. Dado que la variación de la capacitancia con la temperatura es prácticamente lineal, proponemos una sencilla ecuación de compensación lineal para corregir la sensibilidad observada con la temperatura. Para mantener los circuitos de procesado de señal pequeños, de bajo coste, simples y robustos, se utilizó una novedosa técnica de interfaz directa de sensor a circuito microcontrolador para realizar la medida capacitiva, permitiendo medir pequeñas desviaciones de capacitancia sin osciladores de alta frecuencia. Se demostró que es posible integrar los circuitos de procesamiento de señales en la capa superior del sensor interdigitado de PCB sin añadir ruido ni degradar el rendimiento del sensor capacitivo.

• Materias:Biotecnología Minería de datos Redes de sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology Data mining Sensor networks Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:circuitos de procesamiento de señales, máquina de papel, sensor, pasta de papel, contenido de agua, extremo húmedo, novedoso sensor de interfaz directa, ecuación de compensación lineal simple, rango de temperatura c, sensor capacitivo inteligente
• Keywords:signal processing circuits, paper machine, sensor, paper pulp, water content, wet end, novel direct interface sensor, simple linear compensation equation, c temperature range, capacitive smart sensor