Adaptando o sensor à aplicação
Em muitos casos, os sensores disponíveis no mercado fazem o trabalho sem problemas. No entanto, o advento da indústria 4.0 e a procura por produção sob medida ou em lote único trazem consigo uma crescente necessidade de soluções personalizadas de sensores. As modificações variam de pequenas alterações na conexão, no corpo ou na eletrônica a princípios funcionais completamente novos. Dependendo da aplicação, podem ser necessárias abordagens completamente diferentes, exigindo uma sólida experiência no desenvolvimento de soluções especiais.
A moderna tecnologia de sensores permite medir parâmetros extremamente diversos na engenharia mecânica e de equipamentos. Os sensores tradicionais lidam com diversas tarefas de medição sem problemas, mas, cada vez mais, algumas aplicações, tais como parques eólicos ou equipamentos de segurança, exigem sensores com funcionalidades especiais. A Contrinex, especialista suíço em sensores, possui um amplo portfólio de produtos que podem ser facilmente adaptados para atender a necessidades específicas. Além de pequenas modificações, esses sensores personalizados se estendem a versões especiais que antes eram consideradas não econômicas, mas que agora foram adicionadas à linha como produtos “padrão”. Continue lendo para exemplos de possíveis personalizações.
Cabos, conectores, materiais, software…
As variedades geralmente solicitadas pelos clientes incluem cabos e conectores específicos para determinadas aplicações. O comprimento do cabo, a escolha do material, as marcas específicas do cliente ou os plugues e tomadas especiais podem ser integrados de forma relativamente fácil e rápida durante a produção. As modificações no corpo do sensor, todavia, requerem um esforço consideravelmente maior, pois um corpo de sensor mais longo ou mais curto também pode influenciar o design do circuito impresso no interior. Mudanças no material do corpo também podem significar a modificação da eletrônica – por exemplo, para manter o comportamento da comutação dos sensores indutivos. Em termos mecânicos, os corpos de plástico não são a opção mais robusta, mas em aplicações tais como galvanoplastia, estes muitas vezes resistem melhor a ataques químicos do que os corpos feitos de aço inoxidável. Para sensores expostos a limalhas de metal abrasivas durante a fresagem ou torneamento, ou nas proximidades de operações de soldagem com respingos de metal fundido, é necessário um corpo robusto de aço ou de aço inoxidável para garantir uma longa vida útil. Em outras aplicações, os sensores podem ser expostos a temperaturas extremas. Desvios da faixa de temperatura padrão são possíveis de -40°C a +100°C, mas mesmo esses ajustes geralmente afetam os componentes utilizados e o design da placa de circuito impresso.
Geralmente, também podem ser necessárias alterações na forma de software personalizado, tal como a programação de tags RFID com dados específicos do cliente. Os sensores inteligentes, usados para medir temperatura, distância, velocidade e outros parâmetros físicos, também podem ser rápida e facilmente adaptados para atender às necessidades do cliente usando um software personalizado. Independentemente do fato de estarem envolvidas modificações de hardware ou de software, o fator comum é que mesmo pequenas modificações devem passar por exigentes testes de laboratório e atender a rígidos padrões de qualidade de forma a obedecer aos requisitos do mercado e da empresa. A Contrinex acredita em oferecer total tranquilidade e suas instalações de produção estão abertas para auditorias de qualidade por parte dos clientes, mediante solicitação.
Sensores indutivos em condições extremas
Para aplicações em ambientes extremos que exigem a mais alta fiabilidade, tais como o manuseamento de elementos de combustível em centrais nucleares, os corpos dos sensores, os conectores e componentes eletrônicos possuem, tipicamente, especificações ao mais elevado nível de desempenho. Para esta e outras aplicações igualmente exigentes, são necessários sensores indutivos com numerosas modificações individuais. Estas foram consolidadas na série Extreme, uma família de sensores particularmente robustos. Foi necessária uma inovação contínua para permitir que esses sensores impeçam a entrada de água, lama, sujeira, gelo e produtos químicos agressivos, incluindo soluções salinas, óleos ou ácidos orgânicos. Além disso, esses sensores podem ser expostos a choques, vibrações e pressões hidráulicas de até 80 bar. Para tais aplicações, é necessário um corpo robusto em aço inoxidável V2A/AISI 303 para suportar a corrosão e as tensões mecânicas. Os componentes eletrônicos encapsulados a vácuo toleram os choques e vibrações mais graves e um dispositivo de proteção integrado monitora as conexões elétricas. Um cabo flexível revestido de PUR permite a conexão ao sistema de controle. Na gama padrão, um conector M12 integrado permite a fácil substituição de sensores; outras conexões específicas para o cliente também estão disponíveis. Com essas modificações, é possível obter intervalos de manutenção de 18 a 24 meses sem comprometer a segurança, mesmo nas condições mais extremas.
Condições extremas também são encontradas em locais expostos ao ar livre; com acesso regular muito limitado, é muitas vezes necessário o monitoramento a distância. As turbinas eólicas, por exemplo, usam sensores indutivos sem contato para detectar a velocidade do rotor de maneira confiável, com pouco ou nenhum desgaste. Os sensores devem suportar uma exposição prolongada à água do mar, à poeira e à radiação ultravioleta do sol, garantindo, ao mesmo tempo, intervalos de manutenção prolongados. Uma vez mais, corpos monoblocos de aço inoxidável com eletrônica encapsulada e cabos de conexão PUR robustos e resistentes a intempéries são a chave para alcançar a classe de proteção IP68 ou IP69K. Mesmo sob essas condições operacionais difíceis, os sensores da Contrinex oferecem uma operação sem manutenção 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Soluções detalhadas aumentam a fiabilidade
Durante a produção de tecidos ou filmes, a espessura do material deve ser medida continuamente. Aqui pode ser usado um sensor indutivo de alta precisão, deslocando-se transversalmente sobre uma trama de material de 4 m de largura. A distância do sensor ao rolo de alimentação abaixo da trama e, por consequência, a espessura do material, é determinada com uma resolução de 0,02 mm. Os sensores operam em alta frequência e, apesar da grande velocidade de movimento da trama têxtil, fornecem uma saída analógica de alta resolução. Foram especificados para essas aplicações prensa-cabos de alto desempenho com isolamento adicional. Isso garante uma operação confiável em ambientes relativamente expostos, onde estão presentes elevados níveis de partículas finas, vibrações e flutuações de temperatura. Juntamente com os corpos em latão cromado e as faces de detecção em PTFE, estas características garantem uma longa vida útil. Os sensores analógicos são conectados aos controladores da máquina para a análise dos dados por meio de interfaces específicas do cliente.
Tags RFID laváveis; detecção de objetos transparentes
Não são apenas os sensores indutivos que podem ser adaptados para se adaptar a aplicações individuais; as operações de produção de componentes para a indústria automobilística geralmente incluem processos de limpeza em linha. Aqui, os componentes são transportados em carregadores apropriados que são identificados individualmente usando transponders RFID. Para esta tarefa, a Contrinex desenvolveu tags passivos de 50 mm de diâmetro com um revestimento em nylon particularmente robusto, selado de forma a obter um índice de proteção IP67 ou IP69K. Os módulos de leitura/gravação, também selados com índice de proteção IP69, oferecem uma comunicação segura com o tag a uma distância de até 12 mm, mesmo durante o ciclo de lavagem. O rastreamento é altamente confiável e os tags individuais podem ser regravados com novos dados quando os carregadores são recarregados.
Detectar objetos transparentes é um desafio para os sensores fotoelétricos de retrorreflexão convencionais. A Contrinex desenvolveu um sistema que utiliza luz ultravioleta polarizada (comprimento de onda de 275 nm) especialmente para esta tarefa. Os princípios de funcionamento são os mesmos que os que são usados nos sensores fotoelétricos convencionais; a luz UV emitida pelos sensores é refletida por refletores projetados especificamente para esse comprimento de onda. Como a maioria dos materiais transparentes absorve a radiação UV, eles atenuam o sinal refletido à medida que passam pelo feixe UV, garantindo assim uma detecção fiável. Um sistema óptico autocolimado garante que não hajam zonas cegas.
A lista de sensores para aplicações específicas é longa. No entanto, cada modificação requer um amplo know-how, já que mesmo os menores detalhes são vitais para o sucesso. Para melhorar a precisão ou a fiabilidade em casos individuais, é essencial um conhecimento detalhado da interação entre os componentes individuais do sensor. Além disso, durante a operação, as influências externas também devem ser cuidadosamente controladas. Essa é a única maneira de garantir que os mais altos níveis de qualidade possíveis sejam mantidos.