ROMACAST 09 - SENSORES INDUSTRIAIS

Adaptado de http://www.enggcyclopedia.com/

EPISÓDIO 09 - SENSORES INDUSTRIAIS

Olá! No episódio de hoje vamos falar sobre sensores industriais, os tipos de sensores e suas aplicações. De modo descontraído os participantes comentam sobre suas relações com sensores industriais no dia a dia. O objetivo do episódio é compartilhar as experiências vividas nas áreas de atuação dos participantes.

Entre os sensores mais utilizados podemos destacar os termopares. Um termopar é constituído de dois metais diferentes que são unidos em uma das extremidades. Quando há uma diferença de temperatura entre a extremidade unida e as extremidades livres, verifica-se o surgimento de uma diferença de potencial que pode ser medida por um voltímetro (Wikipédia).

Diferentes tipos de termopares possuem diferentes tipos de curva, que relaciona a diferença de potencial em relação a mudança de temperatura. Para facilitar o entendimento, veja na tabela a seguir:

Entre os sensores termo resistivos temos dois tipos básicos: o termistor PTC (Positive Temperature Coeficient), que aumenta sensivelmente a sua resistência elétrica com o aumento da temperatura, e o termistor NTC (Negative Temperature Coeficient), que diminui sensivelmente a sua resistência elétrica com o aumento da temperatura. Outro sensor resistivo muito utilizado na indústria é o PT100. Sua resistência é de 100 ohms à temperatura de 0ºC e de 138,50 ohms à 100ºC.

Com a necessidade de melhorar a eficiência, diminuir os ruídos elétricos provenientes do fechamento dos contatos elétricos das chaves de fim de cursos, novos sensores foram desenvolvidos ao longo do tempo. Os sensores indutivos (introduzidos no mercado na década de 60) possuem a capacidade de detectar objetos metálicos em pequenas distâncias sem a necessidade do contato físico.

Fonte: https://www.citisystems.com.br/

Seu princípio de funcionamento se dá a partir do um campo eletromagnético variável que é gerado por um oscilador em conjunto com a bobina na extremidade do dispositivo. Quando um material metálico é introduzido neste campo são induzidas pequenas correntes parasitas. Com a indução no metal ocorre uma diminuição na energia do campo e, consequentemente, na amplitude do sinal proveniente do oscilador. Quando este sinal se torna muito baixo o circuito de disparo percebe a mudança e altera a tensão de saída. 

Exemplos de aplicação:

• Detecção de presença ou ausência de um material metálico;
• Detecção de passagem de material;
• Detecção de fim de curso;
• Contagem e reconhecimento de pulsos por meio de componente mecânico dentado;
• Identificação de materiais metálicos e
• Leitura de posição (longa distância).

Com aparência muito semelhante aos sensores indutivos, temos os sensores capacitivos. Sensores ou transdutores capacitivos são componentes com funcionamento baseado nos princípios básicos do capacitor. A diferença básica está na forma como as placas estão dispostas, tendo o ar como dielétrico. Quando algum objeto é aproximado do sensor ocorre variação de capacitância e o sistema de controle passa atuar em razão desta variação. Sua aplicação está voltada para monitorar objetos não metálicos, podendo ser utilizado nas mais diversas aplicações da área eletroeletrônica.

O princípio de funcionamento dos sensores capacitivos baseia-se na variação de capacitância de um elemento sensor para determinar a frequência de um oscilador, circuito ressonante, no circuito de controle que processa a variação da frequência acionando um circuito de comutação, suficiente para acionar circuitos externos ao sensor, podendo ser facilmente integrado a controladores lógicos programáveis (CLP) ou até mesmo a pequenos controladores.

Adaptado de: https://www.ifsc.edu.br/

Exemplos de aplicação:

• Controle de nível;
• Detectar o conteúdo de caixas em linha de produção;
• Controle do nível de grãos em silos;
• Monitorar a concentração do pó de arroz em silos;
• Contagem de garrafas, cheias ou vazias, em linha de produção;
• Identificar falha no envaze de produtos embalados em frascos de plástico;
• Medidores de posicionamento com alta precisão;
• Medidores de espessura;
• Identificar a composição de materiais com base na permissividade;
• Identificar posicionamento de fim de curso;
• Contadores em linhas de produção;
• Medição de umidade relativa;
• Analise de óleo mineral, de soja, entre outros;
• Sensores de pressão (utilizado na fabricação de microfones) e
• Monitoramento da concentração de gases.

Os  sensores ultrassônicos são dispositivo que utilizam alta frequência de som para medir a distância entre itens determinados. Estes sensores são também conhecidos como transceptores são capazes de operar de modo semelhante ao sonar. Enquanto o sonar é principalmente utilizado debaixo da água, os transceptores de ultrassom podem ser utilizados no ambiente terrestre, tendo o ar como meio de transmissão.

Sua estrutura inclui um emissor e um receptor de ultrassom. O emissor emite uma onda na frequência do ultrassom (frequência inaudível para o ouvido humano) sendo que parte dessa onda vai refletir no objeto em frente ao sensor e retornar ao receptor. A distância é calculada com base no tempo entre a emissão e a recepção do ultrassom e na velocidade do som no ar (340m/s).

Os sensores de ultrassom possuem larga utilização no âmbito industrial, para as mais variadas aplicações.