El Internet industrial de las cosas (IIoT) está reconfigurando el funcionamiento de la industria mundial, ocupando un lugar central en la industria moderna mediante la optimización de los procesos, la mejora de la productividad y la toma de decisiones inteligentes. Y en esta transformación digital, la tecnología de sensores desempeña un papel insustituible como motor principal de la recopilación de datos y la supervisión en tiempo real.
Introducción a los sensores del Internet industrial de las cosas
Un sensor del Internet Industrial de las Cosas es un módulo electrónico o conjunto de chips utilizado para detectar las condiciones ambientales o del sistema y transmitir los datos recogidos a Internet a través de una pasarela como la informática de borde. Los sensores pueden funcionar por contacto físico, radiación o campos magnéticos. Los principales tipos se dividen en dos categorías:
Sensores pasivos: detectar cambios en el entorno y generar datos sin una fuente de alimentación externa, como los sensores de temperatura.
Sensores activos: dependen de pilas u otro soporte de energía para funcionar correctamente, como los sensores de infrarrojos.
Cómo funciona: Los sensores del Internet industrial de las cosas recopilan datos midiendo variables del entorno físico, como la temperatura, la humedad o la calidad del aire, y los transmiten por la red a una pasarela o a la nube. Una vez que los datos se almacenan en una base de datos, pueden procesarse mediante análisis de datos para respaldar decisiones posteriores.
Integración de la tecnología: Los sensores industriales del Internet de las Cosas se combinan a menudo con tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) y computación en nube para potenciar mejorar el procesamiento y el análisis de datos para, aplicaciones inteligentes.
Sensores comunes
1. Sensores de temperatura: clave para el control medioambiental y de procesos
Los sensores de temperatura son una parte importante del Internet industrial de las cosas, ya que permiten controlar con precisión los cambios de temperatura del entorno y de los equipos. Esto es fundamental en industrias muy sensibles a la temperatura, como la química, la alimentaria y la farmacéutica. Por ejemplo, en la industria química, los termopares y los detectores de temperatura de resistencia (RTD) supervisan los procesos de reacción química en tiempo real para garantizar la seguridad y la calidad del producto.
2. Sensor de humedad: Regulación precisa de las condiciones ambientales
Los sensores de humedad se utilizan para controlar el nivel de humedad del aire y son indispensables en el sector textil, industrias agrícola y farmacéutica. En la producción textil, por ejemplo, la humedad afecta directamente a la tensión del hilo y a la calidad del producto.
3. Sensor de presión: Seguridad industrial y eficiencia del sistema
Los sensores de presión garantizan el funcionamiento eficaz y seguro de los sistemas industriales al detectar la presión de líquidos o gases. Las aplicaciones más comunes son: petróleo y gas, supervisión en tiempo real de la presión de las tuberías para evitar accidentes por fugas; automatización industrial, para optimizar el rendimiento de sistemas hidráulicos y equipos neumáticos.
4. Sensor de proximidad: Tecnología básica para la detección sin contacto
Los sensores de proximidad se utilizan ampliamente en líneas de producción automatizadas y dispositivos inteligentes mediante la detección de la proximidad de objetos. Por ejemplo: Fabricación, utilizado en las líneas de producción para detectar la posición de las piezas; dispositivos inteligentes, tales como teléfonos inteligentes módulo de reconocimiento facial en la tecnología de detección de núcleo.
5. Sensor de nivel de líquido: supervisión de líquidos y control de procesos industriales
Sensor de nivel de líquido son ampliamente utilizados para el seguimiento de la altura de los líquidos, tales como: tratamiento de agua utilizando EG Edge Computing Gateway para hacer frente a los sensores de nivel de agua para detectar la detección de los niveles del tanque para garantizar la continuidad del suministro de agua.
6. Sensor de aceleración y giroscopio: el doble golpe de la detección de movimiento
Los sensores de aceleración se utilizan para medir la aceleración lineal, mientras que los giroscopios proporcionan información sobre la dirección del movimiento detectando la velocidad angular. La combinación de estos dos sensores mejora las capacidades de supervisión dinámica, por ejemplo: drones para mejorar la estabilidad de vuelo y la precisión de la navegación; robots industriales para optimizar la trayectoria de los brazos robóticos; y transporte y logística para seguir la dinámica de los vehículos de transporte en tiempo real.
7. Imagen y sensor óptico: Adquisición y análisis de datos visuales
El sensor de imagen y el sensor óptico desempeñan un papel vital en la inspección industrial. Por ejemplo: industria manufacturera, el uso de sistemas de visión artificial para detectar defectos en la apariencia de los productos; industria minera, sensores ópticos para ayudar a detectar la composición del mineral; edificios inteligentes, a través del sensor de luz ambiental para ajustar automáticamente la intensidad de la iluminación para reducir el consumo de energía.
8. Sensores de gas: la piedra angular de la seguridad y la vigilancia medioambiental
Los sensores de gas detectan la concentración de gases en el aire y se utilizan ampliamente en la seguridad industrial y la protección del medio ambiente. En la industria química se controlan las fugas de gases tóxicos para minimizar los riesgos para el personal y el medio ambiente; para la protección del medio ambiente, los sensores se utilizan en estaciones de control de la calidad del aire para informar de las concentraciones de contaminantes en tiempo real.
9. Sensor de vibraciones: Una herramienta esencial para el mantenimiento predictivo
El sensor de vibraciones ayuda a realizar un mantenimiento predictivo de los equipos mecánicos mediante la supervisión de los cambios en la vibración de los equipos. El análisis de las vibraciones de bombas, turbinas, etc. de equipos industriales permite detectar anomalías con antelación y reducir los costes de mantenimiento; la monitorización de edificios permite detectar cambios dinámicos en las estructuras de los edificios y evaluar el riesgo sísmico.
10. Sensor de infrarrojos: herramientas de detección
Detecta determinadas características del entorno mediante la emisión de radiación infrarroja. Es capaz de medir el calor emitido por un objeto y también mide la distancia. Se utiliza en diversas aplicaciones. Su uso en termómetros de radiación depende del material del objeto. Los sensores IR también se utilizan en monitores de llama y análisis de humedad. Se utilizan en analizadores de gases que utilizan las propiedades de absorción de gases de la región IR. Existen dos métodos para medir la densidad de los gases, como son el dispersivo y el no dispersivo. Los dispositivos de formación de imágenes infrarrojas se utilizan en cámaras termográficas y dispositivos de visión nocturna.
Nuevos sensores
Con el desarrollo de las tecnologías de Inteligencia Artificial (IA), Edge Computing y Cloud Computing, el sensor de Internet Industrial de las Cosas marcará el comienzo de nuevos avances:
1. Sensor inteligente con IA integrada: procesa directamente los datos mediante algoritmos incorporados, lo que aumenta la velocidad y la precisión del procesamiento de datos.
2. Diseño de bajo consumo: alarga la vida de la batería del sensor y reduce los costes de mantenimiento.
3. Sensor multifuncional: permite que un único dispositivo detecte simultáneamente varios parámetros físicos o químicos.
Los problemas de privacidad y seguridad de los datos son principales retos en el desarrollo de la IO sensores. La necesidad de permitir un amplio intercambio de datos al tiempo que se protege la intimidad del usuario sigue siendo una prioridad absoluta.
Conclusión
La aplicación de la tecnología de sensores del Internet Industrial de las Cosas en la industria moderna ha aportado una mejora de la eficiencia y unas oportunidades de innovación sin precedentes a diversos sectores. Desde la monitorización de la temperatura hasta la construcción de ciudades inteligentes, las diversas funciones de los sensores se han convertido en un motor fundamental para la Industria 4.0 y la sociedad inteligente.