O compressor de ar está funcionando corretamente? Verifique se estes quatro testes foram realizados adequadamente.

As soluções atuais de detecção de nível de maturidade incluem principalmente os seguintes tipos:

O sensor de nível tipo flutuador (tipo reed switch) é o método antigo mais comum. A estrutura é muito simples: um flutuador é fixado a um tubo, e uma série de interruptores reed e resistores são instalados dentro do tubo. O flutuador sobe e desce conforme o nível do líquido, e os ímãs internos atraem os interruptores reed, conectando diferentes posições dos resistores. O transmissor converte esse sinal em uma saída analógica de 4-20 mA. A maior vantagem dessa solução é o baixo custo e a independência do fluido. Funciona bem com água, óleo e refrigerantes. No entanto, os componentes mecânicos, como o flutuador e a haste de conexão, são propensos a entupimentos e travamentos, além de se desgastarem com o tempo.

O sensor de nível piezoelétrico tem sido cada vez mais utilizado recentemente. Seu princípio de funcionamento é semelhante ao de um garfo metálico: a sonda utiliza vibração de alta frequência e, ao ser imersa no líquido, a frequência dessa vibração se altera. O circuito detecta essa mudança e envia um sinal ao sensor. Esse tipo de dispositivo é geralmente utilizado para alarmes de nível alto e baixo e não mede níveis contínuos de líquidos, mas possui resposta rápida, é resistente à sujeira e não é afetado por bolhas de ar ou pequenas incrustações. Em nossa instalação anterior, o flutuador mecânico frequentemente emperrava, mas após a substituição por um sensor piezoelétrico, os problemas foram resolvidos.

A medição ultrassônica do nível de líquidos é uma solução sem contato. O sensor é fixado na parte externa da parede do tanque, e a onda longitudinal se propaga ao longo da parede. O nível do líquido afeta a perda de propagação da onda sonora, e a medição da intensidade do sinal permite calcular o nível do líquido. As vantagens são que não requer perfuração ou contato e é muito compatível com o sistema de vedação. No entanto, esse sistema é relativamente caro e geralmente é usado para monitoramento crítico de unidades essenciais.

Atualmente, os sensores de detecção de alta temperatura mais comuns na indústria de compressores se enquadram em três categorias:

Os termopares são equipamentos consagrados em aplicações de alta temperatura. Seu princípio de funcionamento baseia-se na soldagem de dois metais diferentes, e quando a temperatura varia, um minúsculo potencial termoelétrico é gerado na junção. A medição dessa voltagem permite determinar a temperatura. O tipo mais comum é o tipo K (níquel-cromo - níquel-silício), que suporta temperaturas de até vários milhares de graus. As portas de exaustão de compressores industriais são adequadas para o uso de cabeçotes térmicos. A desvantagem é a necessidade de compensação adicional da extremidade fria e o sinal relativamente fraco (na ordem de milivolts), o que o torna suscetível a interferências.

Os resistores de platina Pt100/Pt1000 são métodos típicos de medição de temperatura baseados em resistência. A resistência da platina tem uma relação linear fixa com a temperatura (0°C corresponde exatamente a 100 Ω), e a medição da resistência permite calcular a temperatura inversamente. A precisão dos resistores Pt100 é muito superior à dos termopares (até ±0,1°C), e eles apresentam bom desempenho na faixa de temperatura de -200°C a 600°C. Atualmente, as temperaturas da água e do óleo de muitos compressores são medidas diretamente com Pt100, e os métodos de conexão de três ou quatro fios podem reduzir significativamente os erros de fiação e facilitar os ajustes em campo.

Os termistores NTC são uma solução de baixo custo e resposta rápida. São feitos de materiais semicondutores e sua resistência diminui em certa medida para cada pequeno aumento de temperatura. Suas vantagens são o tamanho reduzido e a resposta rápida (na ordem de milissegundos), mas a faixa de temperatura é estreita, geralmente não ultrapassando 150 °C, e não são adequados para condições de alta temperatura. No entanto, são amplamente utilizados em alguns compressores pequenos e portáteis, por serem baratos e fáceis de usar.

O medidor de vazão mássica térmica é projetado especificamente para gases como o ar comprimido. Seu princípio de funcionamento pode ser compreendido da seguinte forma: a sonda sensora é equipada com duas sondas de temperatura. Uma é aquecida continuamente (mantendo uma diferença de temperatura fixa superior à do gás), enquanto a outra serve como sonda de referência para medir a temperatura do próprio gás. Quando o gás flui, ele absorve parte do calor da sonda de aquecimento e, quanto mais rápida a dissipação de calor, mais rápido o gás flui e maior o volume. Com base nessa quantidade de calor dissipado, a vazão mássica pode ser calculada diretamente.

Esta solução apresenta diversas vantagens práticas: Primeiro, fornece diretamente a vazão mássica (Nm³/h), eliminando a necessidade de compensação adicional de temperatura e pressão, o que simplifica bastante o processo. Segundo, a faixa de medição é muito ampla (1:100 ou até mesmo 1:200), permitindo medir tanto altas vazões de produção quanto pequenos sinais de vazamento. Terceiro, não possui partes móveis, não está sujeita a desgaste, apresenta baixíssima perda de pressão e não desperdiça energia.

O medidor de vazão por vórtice é outra solução comumente utilizada. Ele utiliza o princípio da rua de vórtices de Karman: quando um fluido flui por uma coluna triangular, vórtices alternados são gerados em ambos os lados, e a frequência dos vórtices é estritamente proporcional à velocidade do fluxo. Sua vantagem reside na alta resistência à temperatura e pressão, além de uma estrutura robusta, o que o torna muito confiável em tubulações principais e aplicações de grande diâmetro. No entanto, ele fornece a vazão volumétrica e requer correções de temperatura e pressão. Se o gás contiver umidade ou óleo, a precisão será afetada.

Na indústria de compressores atual, os sensores de pressão cerâmicos são uma das soluções mais utilizadas. Eles utilizam o princípio do "efeito piezoresistivo" - a pressão atua diretamente sobre o diafragma cerâmico, causando uma leve deformação, e o valor da resistência na parte posterior do resistor de película espessa (formando uma ponte de Wheatstone) se altera de acordo. A ponte, então, emite um sinal de tensão proporcional à pressão. Por que a cerâmica é tão útil? Porque a cerâmica possui alta elasticidade, resistência à corrosão, ao desgaste, ao impacto e à vibração, além de uma estabilidade particularmente boa, com uma deriva anual inferior a 0,2% da escala completa. Podem operar de forma estável em uma ampla faixa de temperatura, de -40 °C a 135 °C, mesmo nas condições severas de trabalho dos compressores.

Sensores de pressão de silício difuso também são comuns. O princípio é semelhante ao dos sensores cerâmicos, com a diferença de que o elemento sensível utiliza silício, o que geralmente resulta em maior precisão, porém maior sensibilidade à temperatura e interferências eletromagnéticas. São adequados para aplicações que exigem alta precisão.

Os sensores de extensômetros de aço inoxidável mantêm as características robustas e confiáveis ​​dos metais, suportam fortes pulsações de pressão e impactos, sendo adequados para aplicações com cargas elevadas, como em sistemas hidráulicos. No entanto, sua estabilidade geral e controle de deriva a longo prazo não são tão bons quanto os da solução cerâmica.

Na aplicação de compressores de ar, os sensores de pressão são os principais responsáveis ​​por manter a pressão de saída do ar estável, melhorando a eficiência operacional e a qualidade do ar comprimido. Algumas novas plataformas de compressores inteligentes adotam até mesmo um design de módulo coletor isolado, facilitando a remoção e o reparo do sensor de pressão sem a necessidade de esvaziar o fluido interno do sistema, aumentando assim a praticidade da manutenção.