Desarrollo de una cámara de temperatura controlada

Abstract

La División de Vibraciones y Acústica tiene el laboratorio de vibraciones estructurales, donde se realizan pruebas de vibración a diversos componentes mecánicos y estructuras. Se han solicitado paralizar las pruebas de vibración a temperatura controlada, sin embargo, no ha sido posible cumplir con estos requerimientos por falta de una cámara de temperatura controlada. Este trabajo consiste en emplear una cámara de refrigeración que ha sido dada de baja de su propósito original, para desarrollar una cámara de temperatura controlada y usarla en pruebas de vibraciones. Para tales fines se realizan cálculos y comparaciones sobre la capacidad de los compresores para trabajar con dos tipos de refrigerantes; el primero es con el que cuenta el equipo y el segundo es una propuesta para trabajar a temperaturas inferiores siendo ambos compatibles con el mismo aceite que utiliza el compresor del refrigerador, también se presenta el diseño conceptual de modificaciones a la cámara de refrigeración para que sea posible medir vibración y ser acoplada a un excitador de vibraciones con el que se cuenta en la división. Por otra parte se realizó el modelado matemático de la cámara de temperatura obteniéndose la función de transferencia que representa al sistema con la cual se simula mediante la herramienta de matlab (simulink) para conocer las respuestas al aplicar parámetros de control y analizar las acciones de los diferentes tipos de controladores; para implementar esto se propone un controlador específico de temperatura. Posteriormente se realizó la construcción de los dispositivos, tales como el calefactor y el ducto de ventilación con los cuales se puso en marcha el refrigerador, acoplándose estos elementos al sistema de control incluyendo un termopar tipo E, que posee sensibilidad adecuada para monitorear bajas temperaturas. El sistema de control de temperatura implementado, obtiene la temperatura mediante un sensor, y esta señal es tratada digitalmente para activar o desactivar el sistema encargado de mantener la temperatura.