Adaptando o sensor à aplicação
Em muitos casos, os sensores de uso geral fazem o trabalho sem problemas. No entanto, o surgimento da Indústria 4.0 e a procura de produção à medida ou de lote único trazem consigo uma necessidade acrescida de soluções personalizadas de sensores. As modificações vão desde pequenas alterações na cablagem, no corpo ou na eletrónica até princípios de funcionamento totalmente novos. Dependendo da aplicação, podem ser necessárias aproximações completamente diferentes, exigindo uma sólida experiência no desenvolvimento de soluções especiais.
A moderna tecnologia de sensores torna possível a medição de parâmetros extraordinariamente diferentes em engenharia mecânica e de equipamentos. Os sensores tradicionais lidam com diversas tarefas de medição sem quaisquer problemas, mas, cada vez mais, algumas aplicações, tais como parques eólicos ou equipamento de segurança, exigem sensores com funcionalidades especiais. A Contrinex, especialista suíço em sensores, tem um portefólio alargado de produtos que podem ser facilmente adaptados para ir ao encontro de necessidades especiais. À semelhança do que se passa com as pequenas alterações, estes sensores personalizados estendem-se a versões especiais que eram anteriormente consideradas dispendiosas, mas que agora foram incluídas na gama dos produtos “padrão”. Continue a ler os exemplos de potenciais personalizações.
Cabos, conectores, materiais, software…
Variantes comumente solicitadas pelos clientes incluem cabos e conectores específicos para determinadas aplicações. Comprimento do cabo, escolha do material, marcações específicas do cliente ou conectores especiais podem ser integrados de forma relativamente fácil e rápida durante a produção. Modificações no corpo do sensor já requerem consideravelmente mais esforço, já que um corpo mais longo ou mais curto pode também implicar a alteração do projeto do circuito impresso no seu interior. Alterações ao material do corpo podem também significar a necessidade de mudanças na eletrónica – por exemplo, de forma a manter o comportamento da comutação dos sensores indutivos. Em termos mecânicos, os corpos em plástico não são a opção mais robusta, mas, em aplicações tais como a galvanoplastia, estes conseguem habitualmente resistir aos ataques químicos até mesmo melhor que o aço inoxidável. Aos sensores que estão expostos a limalhas metálicas abrasivas durante a fresagem ou torneamento ou na vizinhança de operações de soldadura com respingos de metal fundido, é exigido um corpo robusto de aço ou de aço inoxidável de forma a garantir uma vida útil longa. Noutras aplicações, os sensores podem estar expostos a temperaturas extremas. É possível efetuar alterações à gama de temperaturas padrão com -40°C de redução até +100°C de aumento, mas mesmo estes ajustes acarretam habitualmente um efeito nos componentes usados e no projeto do PCB.
Habitualmente, são também necessárias modificações na forma de software personalizado, tal como a programação de tags RFID com dados específicos do cliente. Sensores inteligentes, usados para a medição de temperatura, distância, velocidade e outros parâmetros físicos, podem também ser fácil e rapidamente adaptados para ir ao encontro das necessidades do cliente, usando software personalizado. Independentemente do facto de estarem envolvidas modificações de hardware ou de software, o fator comum é que mesmo pequenas alterações exigem que sejam passados testes laboratoriais exigentes e observadas normas de qualidade estritas de forma a obedecer aos requisitos do mercado e da empresa. A Contrinex acredita que pode proporcionar uma confiança total pelo que as suas instalações de produção estão abertas a auditorias de qualidade pelos seus clientes a pedido.
Sensores indutivos em condições extremas
Para aplicações em ambientes extremos que exijam a mais elevada fiabilidade, tais como o manuseamento de elementos combustíveis em centrais nucleares, os corpos dos sensores, os conectores e a eletrónica 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 gama Extreme, uma família de sensores particularmente robusta. Foi necessária uma inovação contínua de forma a permitir que estes sensores impeçam a entrada de água, lama, sujidade, gelo e produtos químicos agressivos, incluindo soluções salinas, óleos ou ácidos orgânicos. Adicionalmente, estes sensores podem estar expostos a choques, vibrações e a pressões hidráulicas de até 80 bar. Para tais aplicações, é necessário um corpo robusto em aço inoxidável AISI 303 para resistir à corrosão e às tensões mecânicas. A eletrónica encapsulada em vácuo tolera as vibrações e os impactos mais severos e um sistema de proteção integrado monitoriza as ligações elétricas. Um cabo flexível com bainha PUR permite a ligação ao sistema de controlo. Na gama padrão, um conector M12 integrado permite a fácil substituição do sensor; estão também disponíveis outras ligações específicas para o cliente. Com estas modificações, é possível conseguir intervalos de manutenção de 18 a 24 meses sem comprometer a segurança, mesmo sob as condições mais extremas.
Condições extremas são também encontradas em locais expostos, ao ar livre; com acesso regular muito limitado, é muitas vezes necessária a monitorização à distância. Turbinas eólicas, por exemplo, usam sensores indutivos sem contacto para detetar a velocidade do rotor de forma fiável com pouco ou nenhum desgaste. Os sensores devem suportar uma exposição prolongada à água do mar, ao pó e à radiação solar ultravioleta, garantindo, ao mesmo tempo, extensos intervalos de manutenção. Uma vez mais, corpos monobloco em aço inoxidável com eletrónica encapsulada e cabos em PUR resistentes às intempéries são a chave para se conseguir o índice de proteção IP68 ou IP69K. Mesmo sob estas difíceis condições de operação, os sensores da Contrinex oferecem uma operação sem manutenção 24/7.
Soluções detalhadas aumentam a fiabilidade
Durante a produção de têxteis ou de filmes, a espessura do material deve ser continuamente medida. Aqui pode ser usado um sensor indutivo de elevada 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 conseguinte a espessura do material, é determinada com uma resolução de 0,02 mm. Os sensores funcionam a uma frequência elevada e, apesar da grande velocidade de deslocação da trama têxtil, fornecem, à saída, um sinal analógico de alta resolução. Para estas aplicações, foram exigidos bucins de elevado desempenho com isolamento adicional. Isto assegura uma operação fiável em ambientes relativamente expostos, onde estão presentes elevados níveis de partículas finas, vibrações e flutuações de temperatura. Conjuntamente com os corpos em latão cromado e as faces de deteção em PTFE, estas características asseguram uma longa vida útil. Os sensores analógicos estão ligados aos controladores da máquina para a análise dos dados através de interfaces específicas do cliente.
Tags RFID laváveis; deteção de objetos transparentes
Não são apenas os sensores indutivos que podem ser adaptados para se adequar a aplicações individuais; operações de produção de componentes para a indústria automóvel incluem frequentemente processos de limpeza em linha. Aqui, os componentes são transportados em carros transportadores adequados que são identificados individualmente usando transponders RFID. Para esta tarefa, a Contrinex desenvolveu tags passivas 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/escrita, também selados com índice de proteção IP69, oferecem uma comunicação segura com a tag a uma distância de até 12 mm, mesmo durante o ciclo de lavagem. O rastreio é altamente fiável e as tags individuais podem ser reescritas com novos dados quando os carros transportadores são recarregados.
A deteção de 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 este comprimento de onda. Como a maioria dos materiais transparentes absorve a radiação UV, o sinal refletido é atenuado à medida que os objetos passam pelo feixe, garantindo assim uma deteção fiável. Um sistema ótico autocolimado garante que não existem zonas mortas.
A lista de sensores para aplicações específicas é longa. No entanto, cada modificação requer um know-how extenso, já que mesmo os mais pequenos detalhes são vitais para o sucesso. De forma a aumentar a precisão ou a fiabilidade em casos individuais, é essencial ter um conhecimento detalhado da interação entre os componentes individuais do sensor. Além disso, durante a operação, as influências externas devem também ser cuidadosamente geridas. Esta é a única forma de assegurar que os mais elevados níveis de qualidade possíveis são mantidos.