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dataloggers MSR: pequenos formatos multifuncionais 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 física e elétrica para 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, 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, www.oelectricista.pt o electricista 51
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 1600 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 microSD. A versão aqui descrita foi equipada com um acelerómetro digital de 3 eixos de alta resolução e extremamente sensível. As suas reduzidas dimensões (39 x 23 x 72 mm, cerca de 64 gramas) e a facilidade para registar a aceleração em 3 eixos, tornam este datalogger no 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 1600 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 (≥4 GB). O MSR165 utiliza uma frequência de medição superior a 1 kHz no campo das medições de choque, onde as medições de aceleração máxima de até ±15 gramas podem ser gravadas. A análise dos Gs muitas vezes requer o conhecimento dos valores anteriores de choque, este datalogger pode gravar até 32 valo-
res medidos antes mesmo do 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 900 mAh, 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 ±2 gramas. Vibrações e choques, até aqui nunca antes identificados, foram detetados. 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. Zeben Sistemas Electrónicos, Lda. Tel.: +351 253 818 850 · Fax: +351 253 818 851 info@zeben.pt · www.zeben.pt