Os sensores desempenham um grande papel em aplicações industriais: medição, monitoramento e detecção de qualquer número de substâncias ou processos. À medida que mais fábricas implementam sistemas avançados de automação e controle como parte da Indústria 4.0 e melhorias de conectividade e automação industrial de IoT, os sensores estão se tornando mais inteligentes e oferecendo novos recursos.
O industrial global sensor mercado deve chegar a US $ 35.5 bilhões até 2027, ante US $ 18.8 bilhões em 2019, de acordo com Pesquisa de mercado aliada. Os maiores fatores que impulsionam o crescimento são a IoT e a Indústria 4.0, bem como o surgimento da automação industrial, decorrente das informações de parâmetros críticos que esses sensores fornecem, que têm um grande impacto em processos e sistemas.
Existe uma variedade de sensores usados em aplicações industriais. Isso inclui sensores de proximidade, pressão, movimento, vibração, ambiente, nível, fluxo, umidade, gás e temperatura. Todos eles desempenham um papel vital para garantir que os processos e sistemas estejam funcionando sem erros. Aqui está uma amostra de vários tipos de sensores que oferecem melhorias de desempenho e novos recursos para aplicações industriais.
Balluff Inc. lançou recentemente dois sensores fotoelétricos que fornecem detecção de monitoramento de condição. Reivindicando capacidades não vistas anteriormente no mercado, os dois novos sensores oferecem muitos recursos programáveis, bem como o monitoramento de condição e recursos IO-Link avançados do portfólio do Sistema de Monitoramento e Automação Inteligente (SAMS) da Balluff. Este portfólio foi projetado para eliminar o tempo de inatividade, simplificando a solução de problemas, troca e configuração de máquinas, disse a empresa.
Sensores fotoelétricos BOS0285 / BOS0286 da Balluff (Imagem: Balluff)
As novidades são o sensor difuso BOS0285 com triangulação e luz vermelha a laser, tornando-o adequado para detecção de pequenas peças graças à supressão de fundo e o sensor retroflexivo BOS0286 com LED, que pode detectar objetos claros com segurança. Os sensores BOS0285 e BOS0286 oferecem faixas de detecção de 30–250 mm e 8 metros, respectivamente.
Por meio do software de gerenciamento de dispositivos, esses sensores fornecem dados internos e ambientais em tempo real, incluindo monitoramento de temperatura, umidade relativa, detecção de inclinação e monitoramento de vibração.
Os sensores oferecem quatro modos de operação para detecção de objetos: ligar / desligar padrão, modo de velocidade, modo transparente para detectar materiais transparentes como vidro e modo de detecção aprimorado. A qualidade do sinal do sensor é exibida em LEDs no sensor, e as horas de operação e funções de tempo estão disponíveis usando IO-Link. Um segundo LED fornece informações de diagnóstico.
Ambos os sensores foram projetados para aplicações exigentes, particularmente aquelas encontradas na indústria de alimentos e aplicações de automação de fábrica em geral, nas quais meios agressivos e alta pressão são usados para limpeza. Eles têm certificação Ecolab, bem como classificações IP67 e IP69K. Além disso, esses sensores foram aprovados no teste Washdown Plus, que simula mais de 1,000 ciclos de lavagem.
Outra série de sensores fotoelétricos que visa minimizar os requisitos de manutenção é o Série E3AS-HL de sensores fotoelétricos CMOS da Omron Automation Americas. A nova série adiciona a funcionalidade de supressão de primeiro e segundo plano para permitir que os sensores detectem o objeto com precisão e são configuráveis via IO-Link. Com o IO-Link, a série E3AS-HL pode comunicar valores de distância em milímetros e ser ensinado remotamente para definir limites de detecção. O monitoramento de saída também é possível.
Sensores fotoelétricos E3AS-HL CMOS da Omron Automation (Imagem: Omron Automation Americas)
Os sensores fornecem detecção estável mesmo quando os objetos variam, graças ao seu conjunto de imagens CMOS tecnologia e a opção de usar um modelo de feixe linear ou de feixe pontual, disse Omron. Os sensores lidam com a detecção de peças pequenas para a maioria das aplicações e apresentam um tamanho de ponto pequeno para modelos com distância de detecção de 500 mm e 150 mm. As distâncias de detecção são de 35–500 mm ou 35–150 mm.
Isso é particularmente benéfico ao desafiar as linhas de manufatura nas quais os sensores tradicionais frequentemente requerem ajustes do usuário para acomodar a forma de um objeto ou requerem uma mudança quando a opacidade, cor ou padrão do objeto muda.
A Omron disse que sua tecnologia de detecção exclusiva reduz significativamente a influência dos padrões de cores, brilho e forma para fornecer detecção confiável em mudanças nos requisitos de produção.
A série E3AS-HL apresenta um mecanismo de ensino que facilita a configuração, com um display OLED que fornece informações de status visíveis e claras. Os sensores oferecem uma variedade de opções de ensino, incluindo ensino de objeto de dois pontos, ensino de supressão de fundo (BGS), ensino de supressão de primeiro plano (FGS) e uma configuração de janela para FGS e BGS.
Os sensores E3AS-HL são construídos em aço inoxidável SUS316L e são adequados para uso em ambientes hostis com classificações IP67 e IP69K.
Acelerômetro triaxial da TE (Imagem: TE Connectivity)
Não há dúvida de que o tempo de inatividade de máquinas pode ser caro. Isso significa que os sensores são necessários para monitorar a integridade do maquinário. TE Connectivity's Acelerômetro triaxial 830M1 oferece detecção de aceleração incorporada avançada para monitoramento da integridade da máquina. O sensor piezoelétrico pode medir a aceleração em três eixos (X, Y e Z).
Alojado em um pacote LCC hermético, o sensor montável em PCB permite a instalação de um único pacote, em vez de três, para economia de custo e espaço. Um sensor de temperatura RTD está incluído no pacote, caso a aplicação exija um sinal de sensor de vibração e temperatura.
O sensor 830M1 oferece uma excelente largura de banda de medição, com uma ampla resposta de frequência de até 15 kHz. Ele está disponível em faixas dinâmicas de ± 25 ga ± 2,000 ge é adequado para máquinas rotativas de baixa e alta velocidade. Além do monitoramento da integridade da máquina, outras aplicações incluem instalações de manutenção preditiva, monitoramento de vibração integrado, monitoramento de impacto e choque e instalações de rolamentos.
Apresentando um design inovador dois em um, a alta precisão do First Sensor Sensores de pressão diferencial de microfluxo LHD ULTRA combinar dois elementos sensores com diferentes faixas de pressão em um único alojamento. Os sensores de pressão, baseados na medição térmica de microfluxos, oferecem uma faixa de pressão máxima de até 5,000 Pa.
Esta é a primeira vez que a empresa combina dois canais de microfluxo calorimétrico e dois elementos sensores em um único chip. Um elemento sensor garante a medição precisa de baixas pressões diferenciais com alta resolução, enquanto o outro é otimizado para pressão na faixa superior de medição. Isso permite que os usuários realizem medições de alta precisão nas faixas inferior ou superior de suas aplicações de pressão.
Os sensores de pressão baseados em fluxo oferecem um total de três faixas de pressão: 1,250 Pa, 2,500 Pa e 5,000 Pa. Todos os modelos estão disponíveis nas versões unidirecional e bidirecional.
A série também apresenta um conversor analógico-digital de 16 bits para as faixas de pressão superior e inferior. Um controlador integrado de 24 bits oferece resultados de medição precisos em toda a faixa de medição dinâmica.
Outros recursos incluem impedância de fluxo extremamente alta em combinação com baixo vazamento de fluxo, o que resulta em alta resistência à poeira e umidade. Mesmo em aplicações com longas conexões de mangueira, a resposta do sensor e a precisão permanecem inalteradas, disse a empresa.
A série garante excelente estabilidade de longo prazo e compensação graças à compensação de compensação em tempo real patenteada e tecnologia de linearização. A precisão geral é tipicamente 1.5% do valor medido em toda a faixa de 1% a 100% do valor de escala completa. A reprodutibilidade do deslocamento é de ± 0.02 Pa por ano.
Os sensores LHD ULTRA são adequados para aplicações de medição de vazão nas quais um alto grau de precisão é necessário em medições de pressão diferencial baixa, disse a empresa. Os sensores vêm com um barômetro integrado para compensação de pressão de modo comum em tempo real opcional. Isso permite a seleção de medição de fluxo de massa ou volumétrica sem a necessidade de um dispositivo de referência de pressão ambiente externo. Um conector FFT de fator de forma pequeno opcional e um cabo de fita estão disponíveis.
Além do sensor barométrico, cada modelo LHD ULTRA é equipado com uma saída I²C ou SPI digital linearizada e um sensor de temperatura integrado no chip. Esta série pode ser usada em uma variedade de aplicações, desde tecnologia médica até HVAC e aplicações de controle de fluxo de volume em ambientes industriais até o monitoramento de filtros de alta precisão.
Sensor de gás refrigerante R-290 do NevadaNano (Imagem: NevadaNano)
Um fornecedor de tecnologia de sensor de detecção de gás, NevadaNano Systems apresentou o R-290 sensor de gás refrigerante para detectar vazamentos em uma variedade de aplicações. Usando a tecnologia Molecular Property Spectrometer (MPS) da empresa, o sensor de gás R-290 detecta vazamentos de propano em aplicações como HVAC & R, sistemas de refrigeração, secadoras de roupas e máquinas de venda automática.
O propano R-290 está emergindo como uma alternativa líder aos refrigerantes de hidrofluorocarbono com alto potencial de aquecimento global (GWP), disse a empresa. O R-290 tem um GWP de 3, contra mais de 3,900 para um refrigerante R410.
Se ocorrerem vazamentos em unidades R-290, que são totalmente vedadas e autônomas, e expostas a uma fonte de ignição, podem causar incêndios, exigindo a detecção até mesmo dos menores vazamentos, disse NevadaNano.
Os sensores de propano MPS relatam com precisão 0% a 100% LEL e não requerem manutenção em campo durante sua vida útil esperada de 10 a 15 anos. Os sensores integram medições em tempo real e compensação ambiental embutida para temperatura, pressão e umidade. Além disso, eles são inerentemente imunes a derrapagem, decomposição ou veneno de contaminantes, disse a empresa.
Os sensores de fluxo são geralmente usados para medir a quantidade e a taxa de fluxo de um líquido ou gás. Posifa Technologies oferece sua alta precisão Série PLF2000 de sensores de fluxo de líquido para medição de água como uma substituição para sensores de fluxo de turbina mecânica. Medindo taxas de fluxo de até 700 mL / min (PLF2105) e 10 L / min (PLF2135), os dispositivos oferecem tempos de resposta extremamente rápidos de 5 ms típicos e operam em uma faixa de temperatura de 5 ° C a 75 ° C.
Sensores de fluxo de líquido PLF2000 da Posifa (Imagem: Posifa Technologies)
Os dispositivos da série PLF2000 são calibrados de fábrica para água com um mínimo de 5% e uma precisão típica de 3% para cálculo de volume. Os sensores estão em conformidade com a NSF / ANSI 61: Componentes do sistema de água potável - efeitos para a saúde e podem ser usados com segurança em aparelhos de água e bebidas. A série também possui dual digital I2Saída C e tensão para maior flexibilidade.
Os novos sensores apresentam a matriz de fluxo térmico MEMS de terceira geração da Posifa, que usa um par de termopilhas para detectar mudanças no gradiente de temperatura causadas pelo fluxo de massa. Isso oferece uma excelente relação sinal-ruído e repetibilidade de 0.5% FS, disse Posifa, e a estrutura de isolamento térmico de estado sólido na matriz do sensor elimina a necessidade de uma cavidade de superfície ou membrana frágil usada em tecnologias concorrentes. Esses recursos permitem que os sensores sejam colocados diretamente no caminho do fluxo de líquido com embalagem mínima para maior sensibilidade.
Além disso, a matriz do sensor não obstrui o trajeto do fluxo, disse a empresa, o que permite uma resistência mínima ao fluxo e possibilita a circulação do líquido por gravidade, caldeira ou bomba de baixa potência.