Minidataloggers para otimização de produção e auxílio a máquinas

O minidatalogger MSR165 é do tamanho de um polegar e pode ser utilizado em muitas áreas de tecnologia de medição fisica e elétrica, a fim de registar a aceleração de 3 eixos, a pressão do ar, humidade, temperatura, luminosidade, e muitos outros valores através de entradas analógicas universais.

A Fresenius Medical Company fabrica sistemas de diálise peritoneal, que podem ser usados para executar a purificação do sangue de uma forma suave para os pacientes. Estes dispositivos médicos eletrónicos são altamente complexos e exigem válvulas especiais de plástico, devendo ser fabricados e instalados numa sala limpa e em conformidade com os regulamentos em vigor. Nas máquinas de produção utilizadas para instalação, estas válvulas são transportadas em suportes de peças que são usados a partir de um material sólido de polietileno tereftalato (PET). No entanto, devido ao stress mecânico permanente, alguns sinais de desgaste começaram a aparecer em algumas peças de operação, e foi necessário criar um novo design mais robusto e resistente.

Registo preciso do stress mecânico

O desenvolvimento de uma nova variante dos suportes de peças baseou-se numa extensa série de medições. Que foram realizadas por Daniel Klein, um estudante do sub-departamento de materiais de polímeros na Universidade de Sarre, inserido no contexto da sua tese de licenciatura. Inicialmente os dados e medições de carga serviram como base para a análise e avaliação da solução existente. Foram avaliados e traduzidos em tensão de tração usando o método dos elementos finitos (FEM). A informação obtida sobre a adequação das atuais peças de operação no que diz respeito às exigências básicas durante a operação permitiu a obtenção de dados para o desenvolvimento de uma solução otimizada. Neste contexto foi crucial a medição das forças mecânicas dinâmicas a que os suportes de peças estão sujeitos.
Para este propósito um datalogger MSR165 B8THPA, fabricado pela MSR, foi aparafusado na peça de trabalho, durante a série de medições e - como as outras peças de trabalho que contêm as válvulas - introduzido no ciclo de produção real das máquinas.

Registo de dados de aceleração 1.600 vezes por segundo

Este datalogger de série MSR165 é um sistema de aquisição/armazenamento de dados, que funciona de forma autossuficiente em operação a longo prazo, registando as informações em cartões micoSD. A versão aqui descrita foi equipada com um acelerómetro digital de 3 eixos de alta resolução e extremamente sensível. As suas reduzidas dimensões (39x23x72mm, aprox. 64g) e a facilidade para registar a aceleração em 3 eixos, tornam este datalogger o equipamento ideal para a Fresenius Medical Care, nesta situação em particular.
A tecnologia do sensor está colocada num invólucro de alumínio anodizado à prova de água. Em última análise este robusto datalogger é capaz de fazer até 1.600 medições de aceleração (choques, vibrações) por segundo em todos os 3 eixos, com uma resolução digital de 13 bits dos valores medidos. É possível também em simultâneo gravar dados relativos a temperatura, humidade, luminosidade e pressão. A memória instalada no datalogger pode armazenar mais de 2 milhões de valores medidos, o que é suficiente para mais de 10.000 choques. Para casos em que é necessária uma maior quantidade de memória, esta pode ser aumentada para 1 bilião de valores medidos, através de um cartão microSD (› 4GB). O MSR165 utiliza uma frequência de medição superior a 1kHz no campo das medições de choque, onde as medições de aceleração máxima de até ±15g podem ser gravadas.

A análise dos Gs muitas vezes requer o conhecimento dos valores anteriores de choque, este datalogger pode gravar até 32 valores medidos antes mesmo de o evento ocorrer. Como resultado, o utilizador, além de saber que ocorreu um choque, também identifica o desenvolvimento exato do choque nos três eixos.

Graças à sua bateria de lítio de 900mAh, a unidade consegue monitorizar a aceleração ao longo de um período de até 6 meses, desde que a frequência de medida seja ajustada de forma apropriada. No entanto, neste caso concreto, não foram necessários os registos de temperatura, humidade, pressão, luminosidade ou quaisquer entradas analógicas.

Desgaste devido ao choque de aceleração

Uma vez que a tensão mecânica relacionada com os componentes do design do plástico é, em princípio, independente da natureza e duração dessa mesma força, no presente caso, é suficiente utilizar apenas o datalogger para analisar a carga máxima (choque), durante a investigação dos suportes de peças. Assim, as acelerações originadas quando os suportes de peças foram introduzidos na máquina de processamento foram identificadas durante a série de medições.

Aqui a aceleração foi principalmente dentro de uma faixa de ±2g. Vibrações e choques, até aqui nunca antes identificados, foram detectados. Em última análise, foi o datalogger MSR que facilitou a quantificação exata das cargas dinâmicas durante a operação. Deste modo, não foram detetados problemas operacionais devido a sinais de desgaste, como resultado da forma e do peso dos suportes das peças. A partir de agora esses problemas podem ser evitados, assim como os trabalhos de manutenção resultantes dos sinais de desgaste, através da implementação de um design otimizado para os novos suportes de peças no futuro.
Os dataloggers MSR165 gravam uma série de medidas físicas incluindo a aceleração a uma frequência de até 1600/s em todos os três eixos. Neste caso em concreto o datalogger foi montado sobre um suporte da peça de trabalho, a fim de determinar a tensão mecânica deste último quando funciona através de um ciclo da máquina de produção.


Sobre MSR

MSR é um dos líderes mundiais em dataloggers.

A atividade da MSR foi iniciada em 2006, na Suíça. As competências essenciais da empresa centram-se no desenvolvimento e comercialização de tecnologia para aplicações específicas em dataloggers, para uma ampla gama de utilizações.

O seu core business centra-se no desenvolvimento e comercialização de dataloggers em formato standard e também adaptados às aplicações específicas de cada cliente. Além do desenvolvimento dos seus produtos a MSR também fornece produtos eletrónicos e serviços de software para empresas nacionais e internacionais.

A MSR conta também com uma vasta rede internacional de especialistas, parcerias empresariais e tecnológicas no desenvolvimento e teste dos seus produtos.

Sobre Zeben

Fundada em 2005, a Zeben - Sistemas Electrónicos dedica-se ao desenvolvimento, fabrico e comércio de soluções de automação, bem como à prestação de serviços eletrotécnicos de excelência. A inovação e a prestação de um serviço de excelência têm sido os eixos centrais de atuação da Zeben - Sistemas Electrónicos que procura, contribuir para a modernização, e que se posiciona como parceiro preferencial dos seus Clientes, assumindo um papel preponderante na resposta às suas necessidades cada vez mais exigentes.

Graças à extensa gama de soluções tecnológicas fornecidas pelos melhores especialistas mundiais de cada setor, aos serviços de qualidade reconhecida, à gestão ambiental, à formação e experiência dos seus profissionais, à versatilidade e preço, a Zeben é cada vez mais uma forte referência nacional para os mercados da Água (captação, distribuição e tratamento); Avac; Energia; Indústria em geral; OEM’s (fabricantes de maquinaria) e Automação em geral.