
DOI:
https://doi.org/10.14483/22487638.20618Publicado:
01-09-2024Número:
Vol. 28 Núm. 81 (2024): Julio - SeptiembreSección:
InvestigaciónDiseño y prueba de un sensor de densidad para el tratamiento biológico de aguas residuales en una planta piloto
Design of a Density Sensor for Biological Wastewater Treatment and Testing in a Pilot Plant
Palabras clave:
biological, piezoelectric crystal, ultrasonic, sensor (en).Palabras clave:
biológico, cristales piezoeléctricos, ultrasonido, sensor (es).Descargas
Resumen (es)
Este artículo investiga el diseño de un sensor de densidad para el tratamiento de aguas residuales. Para el estudio,
se seleccionaron cristales piezoeléctricos, aunque un elemento de tubo vibratorio también puede ser utilizado.
Se presenta la implementación física, el procesamiento de datos y la parte electrónica correspondiente al sensor. El
sensor propuesto es capaz de medir la densidad y es utilizado para caracterizar el perfil de densidad dentro del
clarificador, ya que la densidad está relacionada con el número de flóculos y suciedad en el agua. Se ha realizado
y probado toda la parte de detección del sensor, dando preferencia al uso de cristales piezoeléctricos. Se demostró
que este sensor tiene la capacidad de distinguir entre agua limpia y sucia, pues generó señales de salida distintas
para ambos tipos de agua a diferentes frecuencias. Además, la parte electrónica del sensor ha sido desarrollada y probada, obteniendo resultados satisfactorios.
Resumen (en)
This paper investigates the design of a density sensor for wastewater treatment. Piezoelectric crystals were chosen
for this application, although a vibrating tube element could also be used. The physical implementation, data
processing, and sensor’s electronic components are presented. The proposed sensor is capable of measuring density and characterizes the density profile inside the clarifier, as density correlates with the amount of flocs and dirt in the water. The entire sensing component of the sensor has been successfully developed and tested, with a preference for piezoelectric crystals. This sensor can differentiate between clean and dirty water, as it presents distinct output signals for both media at varying frequencies. Additionally, the electronic part of the sensor has been developed and tested, yielding satisfactory results.
Referencias
Bamberger, J. A. & Greenwood, M. S. (2004). Non-invasive characterization of fluid foodstuffs based on ultrasonic measurements. Food research international, *37*(6), 621-625.
Bentley, J. P. (2005). Principles of measurement systems. Prentice Hall.
Cheeke, J. D. (2012). Fundamentals and applications of ultrasonic waves. CRC Press.
Chen, G. W., Chang, I. L., Hung, W. T., & Lee, D. J. (1996). Regimes for zone settling of waste activated sludges. Water Research, *30*(8), 1844-1850.
Cho, S. H., Chang, H. N., & Prost, C. (1996). Steady state analysis of the coupling aerator and secondary settling tank in activated sludge process. Water Research, *30*(11), 2601-2608.
Density – the key to product consistency. (2001). Sensor Review, *21*(4). http://dx.doi.org/10.1108/sr.2001.08721dad.007
Farach-Colton, M. & Mosteiro, M. (2014). Initializing Sensor Networks of Non-Uniform Density in the Weak Sensor Model. Algorithmica, *73*(1), 87-114. http://dx.doi.org/10.1007/s00453-014-9905-5
Henning, B. & Rautenberg, J. (2006). Process monitoring using ultrasonic sensor systems. Ultrasonics, *44*, e1395-e1399.
Muñoz, J.A. (2013). Design of a density sensor based on piezoelectric crystals for the identification of the density profile in a wastewater treatment plant settler. IFAC proceedings volumes (IFAC-Papers Online), *4*, 288–292.
Puttmer, A., Hauptmann, P., & Henning, B. (2000). Ultrasonic density sensor for liquids. Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, *47*(1), 85-92.
Shang, Y. & Shi, H. (2007). Flexible Energy Efficient Density Control on Wireless Sensor Networks. International Journal of Distributed Sensor Networks, *3*(1), 5-21. http://dx.doi.org/10.1080/15501320601066727
Kugelstadt, T. (2008). Active filter design techniques. En R. Mancini (Ed.), Op Amps for Everyone (pp. 16.1–16.60). Newness.
Wang, X. (2009). Movement-assisted deployment for irregular sensor density in wireless sensor networks. JCIT, *4*(2). http://dx.doi.org/10.4156/jcit.vol4.issue2.wang
Weiss, B., Heinisch, M., Reichel, E., & Jakoby, B. (2013). Driving modes and material stability of a double membrane rheometer and density sensor. Journal of Sensors and Sensor Systems, *2*(1), 19-26. http://dx.doi.org/10.5194/jsss-2-19-2013
Cómo citar
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Descargar cita
Licencia
Derechos de autor 2024 José Aldemar Muñoz Hernández, Helmer Muñoz Hernández, Kavir Alá Oviedo Prioló, Roberto Carlos Osorio Mass

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0.
Esta licencia permite a otros remezclar, adaptar y desarrollar su trabajo incluso con fines comerciales, siempre que le den crédito y concedan licencias para sus nuevas creaciones bajo los mismos términos. Esta licencia a menudo se compara con las licencias de software libre y de código abierto “copyleft”. Todos los trabajos nuevos basados en el tuyo tendrán la misma licencia, por lo que cualquier derivado también permitirá el uso comercial. Esta es la licencia utilizada por Wikipedia y se recomienda para materiales que se beneficiarían al incorporar contenido de Wikipedia y proyectos con licencias similares.