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Foi apresentada uma importante nova tecnologia, aos desenhadores de máquinas, para a medição da potência em veios de transmissão e outros elementos rotativos de máquinas, na sequência do lançamento das séries RWT310/320 de Sensores Binários Rotativos TorqSense pelos criadores da Sensor Technology Ltd na Exposição MTEC em Birmingham e na Feira de Hannover (Hannover Messe) na Alemanha.
Contrariamente aos tradicionais transdutores de anel deslizante, as unidades RWT utilizam uma simples técnica de medição sem contacto, utilizando um acoplador de radiofrequência (RF) para comunicação de sinal e potência. Isto significa que as unidades se encontram mecanicamente direccionadas e, como tal, são capazes de redefinir completamente as expectativas dos construtores de máquinas e dos engenheiros de controlo, que até à data, despenderam tempo e dinheiro na obtenção de leituras binárias precisas para o eficaz controlo da máquina e acompanhamento da produção.
Possuem electrónica integrada com saídas para binário, velocidade, potência e ângulo. O RWT310 fornece saídas analógicas e o RWT320 saídas analógicas e digitais, directamente compatíveis com as Interfaces do computador tais como série e USB e é programável pelo utilizador para níveis de sinais. Outras características inovadoras incluem amostragem, armazenagem e determinação da média de binário de ponta incorporado e um pacote de teste para auto-diagnóstico. Quer o RWT310 como o RWT320 podem funcionar a partir de uma vasta gama de tensões de alimentação.
Para alcançar a operação sem contacto, o que torna a variação do transdutor TorqSense única, são utilizados dispositivos SAW (Ondas Acústicas de Superfície) como medidores de tensão função da frequência para medir a variação na frequência de ressonância provocada pela tensão experimentada no eixo de transmissão. Esta medição encontra-se directamente relacionada com o binário experimentado no elemento da máquina rotativa.
Na utilização, são instalados dispositivos SAW no eixo e os sinais de saída são transmitidos através de um acoplador de radiofrequência (RF) de baixa potência para um transmissor adjacente, que interpreta os sinais, convertendo-os em visualizações da medição do binário ou distribui-os para um computador para cálculos adicionais.
Num sensor SAW, as ondas de superfície são produzidas através da passagem de tensão alternada através dos terminais de duas matrizes intercaladas em forma de pente, dispostas numa extremidade do substrato piezoelétrico. Uma matriz receptora na outra extremidade do transdutor converte a onda num sinal eléctrico.
A frequência de onda é dependente do espaçamento dos dentes na matriz e a direcção da propagação da onda forma um ângulo recto com os dentes. Assim, qualquer variação neste comprimento, provocada pelas forças dinâmicas da rotação do eixo, altera o espaçamento dos dentes e a frequência de funcionamento. A tensão no transdutor reduz a frequência de funcionamento e a compressão aumenta-a.
Para medir o binário num eixo rotativo, dois sensores SAW são soldados a um eixo a 45 graus do eixo de rotação. Quando o eixo é sujeito a binário, é produzido um sinal que é transmitido para o transmissor estacionário adjacente através do acoplador capacitivo de RF com dois discos, um dos quais roda com o eixo, e o outro é estático.
A frequência da oscilação usada é normalmente 200MHz.
A base da frequência do conceito TorqSense fornece uma vasta largura de banda e a susceptibilidade a interferências electrónicas, comum em outras técnicas de base analógica tais como os dispositivos indutivos, é eliminada.
O TorqSense através do conceito SAW foi desenvolvido, comercializado e patenteado pelos gémeos Anthony e Bryan Lonsdale, Directores fundadores da Sensor Technology. Esta companhia disponibilizou uma série de transdutores baseados na SAW durante cinco anos, mas estes dispositivos eram virtualmente de fabrico manual e a electrónica de controlo encontra-se separada da cabeça de leitura.
“Os nossos modelos inicialmente foram concebidos para serem robustos e simples, quer na sua utilização como no seu fabrico,” comenta Bryan. “Este factor era essencial para os tornar atractivos para os utilizadores de diferentes sectores da indústria, que nos faziam a cortesia de testar a nossa tecnologia radicalmente nova, mas que teriam sido dissuadidos caso tivessem de lidar com equipamento delicado ou complexo.”
“Como conceito agora testado no mundo real de máquinas fabris, plantas industriais e laboratórios comerciais, progredimos para o desenvolvimento das Séries RWT310/320, nas quais integrámos a electrónica e o transmissor numa única unidade e concebemos tudo com vista à produção em série.”
O TorqSense das Séries RWT310/320 estará disponível com um desvio máximo da escala de 1Nm a 20Nm, ao qual se seguirão outras dimensões com desvios máximos de escala até 10 000Nm.
“A sequência de introdução das variantes irá depender da procura do Mercado, mas apostamos em ter a gama completa totalmente disponível no final de 2004.”
