Los sensores de burbujas se utilizan para detectar la presencia de burbujas en tubos llenos de fluido . Desempeñan un papel vital en muchos campos, incluidos la tecnología médica , el control de procesos , los productos farmacéuticos y la industria petrolera . Los tipos de sensores más comunes que se utilizan son los ultrasónicos o los basados en condensadores .
Los sensores ultrasónicos utilizan dos técnicas para detectar burbujas: un método implica la transmisión de ondas sonoras desde un transductor a través del fluido hasta un segundo transductor que detecta las ondas. Un segundo método implica el pulso-eco , las ondas sonoras se transmiten al fluido, se reflejan y son recibidas por el mismo transmisor que las envió. En ambos métodos, las burbujas tendrán un efecto en la velocidad, la atenuación y la dispersión del sonido, por lo que se detectan fácilmente. [1]
Los sensores capacitivos, debido a su facilidad de fabricación y capacidad de minimización, han encontrado usos en varias industrias y se pueden diseñar de manera eficiente en una placa de circuito impreso . [2] Un capacitor consta de dos electrodos paralelos con una capacitancia calculada como,
C = εA/d (1)
Donde ε es la permitividad del medio dieléctrico , A es el área de la sección transversal de los electrodos y d es la distancia entre ellos. Los líquidos tienen una constante dieléctrica más alta que el gas; cuando una burbuja de aire está en un tubo lleno de líquido, la capacitancia se reduce y el voltaje de salida aumenta. [3] El tamaño de la burbuja está inversamente relacionado con la capacitancia medida. La Tabla 1 muestra las características del sensor capacitivo a partir de una investigación. [4]
Tabla 1 Características de los sensores capacitivos
En varios tratamientos médicos que utilizan circuitos sanguíneos extracorpóreos (ECBC), la detección de burbujas de aire en la sangre es vital para la seguridad del paciente. [5] Una burbuja de aire en una arteria que suministra sangre al corazón o al cerebro puede causar lesiones graves o la muerte. En un ECBC, el sensor de burbujas se coloca en la bomba arterial que suministra sangre al corazón. Dependiendo del tamaño de la burbuja detectada, la bomba responderá de diferentes maneras. Los sensores permiten al operador establecer un umbral de tamaño para el tamaño de las burbujas a detectar. Si las burbujas están por debajo del umbral, se muestra al usuario como actividad de microburbujas. Cuando se detecta una burbuja igual o mayor que el umbral, se genera una alarma sonora y visual y se detiene la bomba arterial, lo que termina efectivamente el bypass cardiopulmonar . El operador debe identificar y eliminar la burbuja antes de que se pueda restablecer el bypass. [6]