La familia Indigo de Vaisala es una solución modular con sondas intercambiables, transmisores inteligentes y software Indigo Insight para PC. Hay muchas opciones de sondas para medir una variedad de parámetros: humedad, temperatura, punto de rocío, dióxido de carbono, humedad en el aceite y peróxido de hidrógeno vaporizado. Las sondas se pueden conectar a tres transmisores diferentes: el Indigo201, el Indigo202 y el Indigo520. Pero, ¿cuándo es suficiente solo utilizar la sonda y cuándo se necesita una sonda y un transmisor?

Las sondas inteligentes compatibles con Indigo se basan en nuestra tecnología ya conocida e incluyen todo lo necesario para realizar mediciones: las sondas en realidad ya son transmisores. 

Las sondas Indigo se han diseñado teniendo en cuenta a los usuarios. Los pequeños detalles son importantes, por ejemplo, los cables estandarizados y la luz indicadora del cuerpo del sensor que muestra si la sonda está conectada. La luz también indica si el enlace de comunicación está funcionando. Cuando comienza a parpadear, los datos se transmiten con éxito al sistema. Imagínese estar colocando varias sondas en un lugar difícil, como a 6 m sobre el piso, dentro de una gran instalación industrial. ¿Cómo sabe que están funcionando? La luz indicadora en las sondas compatibles con Indigo, le indica que están funcionando y que están transmitiendo datos. En caso de falla, la luz indicadora se vuelve roja. Este es uno de los muchos detalles que reflejan la alta calidad del dispositivo. 

Los cables estandarizados también ofrecen una gran flexibilidad. Si necesita un cable más largo, no tiene que devolvernos el producto completo; como reemplazo, simplemente puede usar un cable estándar para conectar el transmisor y la sonda.

La decisión de usar sólo una sonda o una combinación de sonda y transmisor está determinada por el tipo de conexiones del sistema que tenga. ¿Se puede utilizar el protocolo serie Modbus RTU, por ejemplo? ¿Dispone de un suministro de energía adecuado? ¿Se requiere aislamiento galvánico?

Los clientes típicos que podrían optar por usar una sonda que opere por sí sola son a menudo fabricantes de equipos originales o alguien que crea un sistema integrado con su propia interfaz de usuario para observar los datos de medición. Todos los usuarios finales pueden emplear una sonda independiente si se cumple con los requisitos entre el enlace del sistema y el suministro de voltaje, y si no necesita las funciones avanzadas que proporcionan los transmisores. Sin embargo, no hay áreas de aplicación o industrias específicas en las que el uso de una sonda independiente sea particularmente beneficioso. A veces, las empresas dan el primer paso convencidas de que necesitan una sonda y un transmisor, pero terminan descartando este último. Por ejemplo, una compañía farmacéutica primero compró sondas compatibles con Indigo y transmisores Indigo201. Después de un tiempo, se dieron cuenta de que Modbus funcionaba a la perfección y decidieron usar solo las sondas de medición Indigo, sin los transmisores Indigo. 

Beneficios de utilizar un transmisor

Aunque las sondas Indigo se pueden usar como instrumentos de medición independientes, se recomienda su uso junto con un transmisor Indigo. Por ejemplo, tener una pantalla local en el transmisor es útil cuando algo no está claro o hay un problema, o cuando se realizan trabajos de mantenimiento en el campo. Los costos ocultos pueden disminuir considerablemente. Por ejemplo, los datos de las sondas se muestran en la pantalla del transmisor, lo que les permite a los usuarios ver lo que está sucediendo.  

Demos un vistazo a un ejemplo de la vida real de un cliente del norte de Europa que compró sondas Indigo sin transmisores para un usuario final ubicado en el Caribe. Las sondas se conectaron al sistema de automatización del usuario final mediante una señal analógica. Surgió un problema y, a pesar de todos los esfuerzos que se llevaron a cabo para resolverlo, el usuario final no pudo descubrir la causa raíz. La compañía compradora finalmente envió un técnico al Caribe para descubrir que la señal analógica tenía un escalamiento incorrecto, lo que provocó que el sistema no respondiera correctamente a lo que transmitían las sondas. En este caso, si la empresa compradora hubiera optado por un transmisor con una pantalla conectada al sistema, no habría sido necesario enviar un técnico. Hubiera sido más rentable comprar el transmisor con una pantalla desde el principio. 

Si busca eficiencia de mantenimiento, no alcanza con tener transmisores de salida analógica con cables de servicio específicos del fabricante y un técnico que verifique los dispositivos de medición uno por uno. Los transmisores con pantallas serían la única opción inteligente en grandes instalaciones industriales, donde puede haber cientos de sondas de medición. 

Poder visualizar los datos del historial, es otra razón por la cual el transmisor es importante. A veces, los sistemas de automatización no archivan datos durante largos períodos o incluso no lo hacen nunca, por lo que es recomendable disponer de almacenamiento local de datos en el transmisor. Es muy conveniente analizar los datos históricos de la vista de tendencias, a la vez que se inspeccionan las condiciones del proceso en el campo. También es excelente el registro de eventos para examinar fallas de procesos aleatorios. 

No olvidemos que los transmisores también son cajas de conexiones extremadamente herméticas. Los transmisores con encabezados de cableado en el interior soportan muy bien las condiciones extremas, por lo que no se necesitan cajas de campo adicionales para la interconexión. Todas las conexiones pueden hacerse dentro del recinto del transmisor. 

Además, los transmisores poseen aislamiento galvánico, que es una característica indispensable en entornos industriales exigentes. El aislamiento galvánico es una técnica de diseño que separa los circuitos eléctricos para eliminar las corrientes perdidas. Las señales pueden pasar entre circuitos con aislamiento galvánico, pero las corrientes perdidas, como las diferencias en el potencial de tierra o las corrientes inducidas por la corriente alterna, están bloqueadas. Sin aislamiento galvánico, la medición puede verse alterada, lo que conduce a datos inexactos; en el peor de los casos, la falta de aislamiento galvánico puede provocar la falla del dispositivo. Si utiliza señales analógicas en entornos industriales, siempre debe contar con dispositivos con aislamiento galvánico, lo cual se obtienen al usar un transmisor Indigo.  

¿Comunicación analógica o digital?

Hay tres opciones de transmisor Indigo: Indigo201, Indigo202 e Indigo520. Los transmisores de la serie Indigo200 tienen tres salidas analógicas y el Indigo520 tiene cuatro, lo que permite transmitir más señales al sistema de automatización. Aunque algunas sondas compatibles con Indigo, como las sondas de la serie HPP270 que miden peróxido de hidrógeno vaporizado tienen dos salidas analógicas, miden más variables. Si necesita tres, cuatro o más variables en su sistema, entonces le hace falta un transmisor que tenga muchas más salidas analógicas. 

A menudo, los mensajes analógicos no son adecuados para las aplicaciones industriales modernas: se necesitan transmisores más sofisticados para transmitir datos específicos: si la medición funciona correctamente, si los datos son fiables y las razones por las cuales el transmisor muestra cero. En la medición del punto de rocío, es importante que los usuarios sepan cuándo se realiza la autocalibración, que es cuando los datos de medición no están disponibles o no son fiables; los mensajes analógicos no pueden mostrar esto. Para que el estado de medición en línea y sin conexión se muestre en los mensajes analógicos, necesitaría una señal separada para el relé y la entrada binaria. Este problema se aplica sólo a canales analógicos. Si usa enlaces numéricos del sistema, como Modbus RTU, Modbus TCP/IP u OPC UA, no hay restricciones sobre cuántos valores numéricos puede transmitir desde el dispositivo. 

Si bien las salidas analógicas pueden parecer simples, en la realidad pueden ser más complicadas, ya que el sistema requiere conversiones de señal. La comunicación digital, por otro lado, permite que los transmisores se conecten directamente a un sistema de automatización existente sin complejidad adicional. Otra ventaja de la comunicación digital es la eliminación de imprecisiones que aparecen en la conversión de analógico a digital. Tampoco es necesario calibrar el circuito analógico, lo cual es importante en industrias donde el proceso de fabricación es crucial, como los son las compañías farmacéuticas. Además de calibrar el sensor, es también posible que los usuarios necesiten calibrar la señal analógica que ingresa al sistema. En el enlace numérico, el mensaje siempre es numéricamente preciso y no es necesario calibrar la transferencia de datos.

Fiabilidad y alta calidad

El transmisor Indigo520 ha sido probado exhaustivamente en condiciones de laboratorio. De conformidad con la filosofía de prueba de Vaisala, los dispositivos de medición se testean más allá de lo requerido por los estándares. El transmisor está expuesto a diferentes temperaturas, niveles de humedad, neblina salina, luz ultravioleta, golpes mecánicos y vibraciones, hasta que finalmente falla, lo que proporciona una visión realmente fiable de lo que el producto puede tolerar en el campo. Sobre la base de esto, podemos garantizar que las especificaciones del dispositivo se prueban, se testean y son verdaderas. 

El transmisor Indigo520 con Modbus TCP/IP basado en Ethernet es una opción ideal para sondas inteligentes compatibles con Indigo. La amplia selección de sondas que miden la humedad, la temperatura, el punto de rocío, la humedad en el aceite, el dióxido de carbono y el peróxido de hidrógeno vaporizado se puede utilizar en muchas aplicaciones e incluso en entornos hostiles. Tanto los transmisores como las sondas Indigo son resistentes a la corrosión y toleran muy bien diferentes entornos y temperaturas. Uno de los lugares más exigentes donde se ha instalado el Indigo520 es un campo de transmisión de electricidad en Perth, Australia. El dispositivo está expuesto a los factores climáticos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, incluida la luz solar directa. 

Cuando se hace uso de la combinación de transmisor y sondas inteligentes, las desconexión de estos dispositivos y el posterior envío para calibración es muy fácil, tanto que no hace falta quitar el transmisor. Se puede conectar al transmisor una sonda de reemplazo calibrada en laboratorio, lo que minimiza considerablemente el tiempo de inactividad.

A fin de cuentas, se suele recomendar elegir uno de los transmisores Indigo con las sondas Indigo.

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Algunos de nuestros clientes tienen aplicaciones que requieren que los transmisores de medición se instalen en el exterior, por lo que Vaisala Indigo500 y su familia de sondas inteligentes han sido diseñados para ser lo suficientemente duraderos en este tipo de condiciones duras y difíciles. Por ejemplo, cuando se mide la humedad en el aire de entrada de las turbinas de gas o en el aire de combustión de las estaciones de generador diésel, es necesario que los dispositivos de medición estén al aire libre. También hay aplicaciones en las que no se desea realizar la medición en exteriores pero debe hacerse de este modo por cuestiones prácticas.

En la mayor parte de las aplicaciones en exteriores, los parámetros más importantes a medir suelen ser humedad y temperatura, pero la medición de la humedad en el aceite para aplicaciones de transformadores es también necesariamente una aplicación de exteriores. Otra aplicación común en el exterior es la medición de CO₂ para la ventilación controlada por demanda en edificios – este tipo de aplicaciones realmente aprovecha la capacidad de la serie Indigo500 de permitir configuraciones multiparámetro. Usted podrá mantener el instrumento en el techo de su edificio y utilizar otra sonda para medir la humedad relativa, por ejemplo.

Los tres principales desafíos del uso en exteriores

Los instrumentos que se usen en el exterior deben ser lo suficientemente robustos como para soportar tres retos principales: una amplia gama de temperaturas, el clima y la radiación solar o UV. La temperatura es uno de los parámetros más simples de validar, y la serie Indigo500 ha sido probada y validada en una cámara climática para asegurar que el dispositivo no solo pueda soportar temperaturas exteriores extremas, sino también rápidos cambios de temperaturas dinámicas y cíclicas.

El principal desafío de las condiciones climáticas es el ingreso de agua en el dispositivo. Por este motivo, la serie Indigo500 fue validada usando la prueba de Protección contra el ingreso (IP), que implica exponer el dispositivo a rociadores de agua, para asegurar la robustez de la construcción mecánica general. El agua también podría ingresar en la carcasa en forma de vapor, y esto también se ha tenido en cuenta en el diseño. Un elemento para la respiración en el reverso permite que el vapor de agua se estabilice entre el interior y el exterior de la carcasa del transmisor, y de este modo evita que se produzcan condensación y cambios de presión dentro de la carcasa por el cambio de temperatura. Esto último puede causar baja presión en la carcasa cuando el compartimiento caliente se expone a duchas de agua fría y esto, a su vez, aumenta la posibilidad de que ingrese agua dentro de la carcasa – una prueba llamada "lluvia tropical" por los ingenieros de pruebas.

Para la protección contra la radiación solar, elegimos la aleación de aluminio como material de construcción ya que soporta rayos UV y no se degrada. Un tratamiento especial de la superficie protege contra la oxidación y la acumulación de óxido. La serie Indigo500 se ha diseñado teniendo en cuenta todos estos factores y se han validado en pruebas ambientales a lo largo del proceso de I&D para garantizar que soporte las exigencias de todo tipo de aplicaciones en exteriores. Por último, hemos probado el Indigo500 en el campo, al sur de Finlandia, durante los últimos dos inviernos y no ha tenido ningún problema para generar informes, a pesar de la constante humedad y del clima lluvioso.

Mediciones precisas, dentro o fuera

El proceso para conectar un equipo Indigo500 a sus sistemas y operaciones actuales es el mismo, tanto si su aplicación es de interior o de exterior. Para transferir los precisos datos de medición se pueden utilizar las mismas interfaces y conectividad del sistema, incluyendo las salidas analógicas, los relés de contacto binario, Ethernet y las interfaces locales como la pantalla del panel táctil.

A pesar de que las aplicaciones en exteriores no son el principal uso del Indigo500, hemos aplicado requisitos de diseño muy estrictos para garantizar que cumple con los mismos estándares que los dispositivos de exterior. Y naturalmente, si es lo suficientemente resistente para aplicaciones en exteriores, significa que también es robusto y fiable para aplicaciones en el interior. Donde sea que se use, el dispositivo Indigo500 está diseñado para ser confiable en la tarea de obtener datos de medición seguros y precisos durante muchos años.

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El soporte de sonda dual se refiere a la capacidad que un solo transmisor o dispositivo de monitoreo tiene para interactuar con dos dispositivos de medición independientes, y luego mostrar, registrar y transmitir los datos. Permite monitorear parámetros múltiples o redundantes más fácilmente, en el mismo espacio o en diferentes ubicaciones.

¿Cuáles son los beneficios de usar dos sondas que miden dos parámetros diferentes?

Es frecuente que un entorno o proceso requiera monitoreo en múltiples ubicaciones y para varios parámetros diferentes. Es común monitorear las condiciones de entrada y escape de un solo proceso para garantizar la calidad del producto y la eficiencia energética. Cuando el espacio de montaje es limitado, un transmisor con dos sondas es una opción útil y práctica; por ejemplo, instalaciones de procesamiento de aceite con múltiples deshidratadores de aceite o a prueba de pan (hornos múltiples) donde un transmisor podría monitorear dos hornos separados.

En la industria de las ciencias de la vida se suele monitorear múltiples parámetros en un solo espacio, lo que requiere múltiples sensores. Ciertas aplicaciones, como la biodescontaminación con peróxido de hidrógeno, también pueden requerir múltiples ubicaciones de medición en espacios más grandes, en caso de que haya variaciones de temperatura y flujo de aire.

En cada uno de estos casos, se podría usar un solo transmisor para simplificar las comunicaciones y proporcionar una instalación más limpia. Esto, en algunos casos, reducirá el costo y el trabajo de instalación, además de conducir a un menor costo de propiedad.
 
En general, el beneficio de usar dos sondas para medir dos parámetros diferentes es ampliar el conocimiento de las condiciones en un espacio o proceso. Si múltiples variables afectan la calidad del producto o la eficiencia energética de la operación, no estar limitado por un dispositivo de medición puede ofrecer una mejor visión e información para tomar decisiones de control. 

¿Qué combinaciones puedo utilizar?

Las combinaciones de sondas son muchas, ya que Vaisala ofrece sondas inteligentes para una variedad de parámetros de medición: humedad, temperatura, punto de rocío, dióxido de carbono, humedad en aceite y peróxido de hidrógeno vaporizado. No hay limitaciones de combinación de sondas para ninguna de las sondas inteligentes disponibles.

La medición en incubadoras en aplicaciones de ciencias de la vida es continua, con muchos controles de calibración. Por lo tanto, una incubadora podría usar una combinación de la sonda GMP251 de CO₂ junto con la sonda de humedad y temperatura HMP9 para garantizar el nivel correcto de pH y humedad.

Los secadores de lecho fluidizado, el secado de plásticos y la colocación de recubrimientos a las cápsulas son aplicaciones que podrían usar una combinación de una sonda de punto de rocío en la entrada del secador y una sonda de humedad y temperatura en la salida. 

Las aplicaciones de alta humedad que involucran niveles significativos de condensación pueden usar una sonda calentada para niveles de humedad, junto con una sonda de temperatura para calcular variables como la humedad relativa.

Los secadores de aire comprimido avanzados pueden usar dos sondas de punto de rocío para monitorear la salida del secador y el aire de purga para aumentar la eficiencia energética.

Y las operaciones de procesamiento de aceite pueden controlar tanto la humedad en el aceite que acondicionan como el punto de rocío del aire para garantizar la sequedad del recipiente que se está llenando de aceite.

¿Cuáles son las industrias y las aplicaciones que se beneficiarían más?

Hay varias aplicaciones que podrían beneficiarse de un transmisor con soporte de sonda dual. Cualquier aplicación que use aire para alimentar un proceso y luego monitoree el escape para determinar la efectividad de ese proceso puede utilizar sondas duales para la entrada y la salida. Básicamente, cualquier proceso que necesite medir las condiciones "antes y después" puede usar un transmisor con soporte de sonda dual. Los recursos energéticos y la duración del proceso se ven directamente afectados por estas condiciones, y se pueden tomar decisiones de control en tiempo real para mantener o proteger la calidad del producto.

Además, las aplicaciones que requieren mediciones similares en diferentes ubicaciones pueden usar sondas remotas conectadas a un solo transmisor. Esto permite un suministro de energía y un soporte de comunicación simplificados. Con la serie Vaisala Indigo500, la opción de alimentación a través de Ethernet (Power over Ethernet), requerirá solo un cable Ethernet para alimentar y comunicarse con dos dispositivos de medición para una amplia gama de parámetros.

Otro beneficio es la capacidad de intercambiar las sondas de medición del transmisor, sin quitar el transmisor instalado. Esto ayudará con los esfuerzos de calibración, ya que las sondas de repuesto se pueden rotar fácilmente en servicio. Esto también proporciona flexibilidad si las condiciones del proceso cambian y se miden diferentes condiciones. Por ejemplo, si el fabricante de una secadora o cámara de prueba ambiental suministra instrumentos para las diferentes condiciones que el cliente tenga que enfrentar, estandariza un tipo de transmisor y luego ofrece sondas para diferentes condiciones, lo que simplificará su oferta y brindará la máxima flexibilidad a sus clientes. 

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