Indicadores e Sensores em Engenharia

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LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELÉCTRICA
INSTITUTO SUPERIOR UNIVERSITÁRIO DE TETE
 3ºANO/ 6º SEMESTRE
DISCIPLINA: INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLO DE PROCESSOS
TEMA: INDICADORES E REGISTRADOR
 FILTRAGEM DE SENSORES
DISCENTE: 
Cornélio Creto Saize Cedo
 DOCENTE:
 Eng. Lourenço Marques
 
 
 
 NOVEMBRO DE 2021 
ÍNDICE
 INTRODUÇÃO.	1
RESUMO	2
OBJECTIVOS	3
OBJECTIVO GERAL	3
OBJECTIVOS ESPECIFICOS	3
INDICADORES	4
INSTRUMENTO INDICADOR	4
TRANSDUTOR	7
SENSORES ULTRASSÔNICOS DE CONTATO	9
SENSORES DE NÍVEL DE CAPACITÂNCIA	10
CONCLUSÃO………………………………………………………………………………………………………………13
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	14
INTRODUÇÃO 
 O tema abordado neste trabalho tem que ver com Indicadores e Registadores de Sensores. Nesta senda, um dos assuntos não menos importantes são os Indicadores Analógicos, que são sistemas destinados a medição de grandezas elétricas como: tensões, correntes (alternada ou contínua) e frequências. Podendo ser montados em painéis ou outros equipamentos, garantindo precisão e confiança nas medições. 
	A parte prior do trabalho, destaca assuntos inerentes aos conceitos, tipos, e na sequência destaca sobre o funcionamento assim como partes constituintes dos dispositivos acima mencionados. Não só, possui a parte ilustrativa por meio de imagens que estimulam a materialização do conhecimento destes dispositivos.
 	Vale notar que abordamos sobres, os Sensores contínuos de nível que são mais sofisticados e oferecem o monitoramento de nível para um sistema completo. Esses sensores medem o nível de fluído em um intervalo, em vez de em um único ponto, produzindo uma saída analógica que corresponde diretamente ao nível do reservatório. dor visual.
Para a producao deste trabalho, a internet desempenhou um papel crucial neste quesito, livros, assim como artigos cientificos ajudaram na producao deste conteudo que por sinal constitui grande relevancia o estudo do mesmo.
RESUMO
Os indicadores são instrumentos que tem a função de indicar uma variável ou situação de um processo industrial. Vale notar que existem indicadores analogicos assim como digitais. A seguir segue a distincao dos mesmos:
Os Indicadores Analógicos: são sistemas destinados a medição de grandezas elétricas como: tensões, correntes (alternada ou contínua) e frequências. Podendo ser montados em painéis ou outros equipamentos, garantindo precisão e confiança nas medições. Indicadores digitais: Instrumentos digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras gráficas.
Após estes aspectos falamos sobre instrumento registador, que são aqueles que registram a variável por intermédio de um sinal de um traço ou sinal contínuo ou pontos em um gráfico. 
 Outro assunto que se destaca são Instrumentos transmissores que são aqueles que determinado um valor de uma variável no processo através de um elemento primário, transmite a outro equipamento tendo o sinal de saída cujo valor varia apenas em função da variável do processo. 
A parte do trabalho fala de Sensores ultrassônicos de contacto bem como sensores de nível de Capacitância.
 OBJECTIVOS
 Objectivo geral
· Estudar de forma exaustiva os indicadores e registores, filtragem de sensores.
Objectivos especificos
· Decsrever e classificar os tipos de indicadores;
· Destacar os sensores quanto a topologia.
.
 INDICADORES 
 	Os elementos utilizados na instrumentação industrial são apresentados nessa secção. Os instrumentos são divididos de acordo com a função que o mesmo terá nos processos industriais. Os mais importantes e observados nessa disciplina são:
 Instrumento Indicador 
Os indicadores são instrumentos que tem a função de indicar uma variável ou situação de um processo industrial. 
 Tipos de indicadores
 	Os Indicadores Analógicos são sistemas destinados a medição de grandezas elétricas como: tensões, correntes (alternada ou contínua) e frequências. Podendo ser montados em painéis ou outros equipamentos, garantindo precisão e confiança nas medições. 
 Algo adjacente os instrumentos analógicos usualmente dispõem de um ponteiro e de uma escala graduada na qual podemos ler o valor da variável. 
Os Instrumentos transmissores são aqueles que determinado um valor de uma variável no processo através de um elemento primário, transmite a outro equipamento tendo o sinal de saída cujo valor varia apenas em função da variável do processo. 
Ilustração 1: Indicador analógico
Fonte: bhelectronica.com
 	Digitais: Instrumentos digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras gráficas.
Figura 2 - Indicador do tipo digital.
Fonte: bhelectronica.com
 INSTRUMENTO REGISTRADOR 
Os instrumentos registradores são aqueles que registram variável através de um traço contínuo ou pontos em um gráfico. Nos dias atuais é comum a interação com computadores e registradores digitais. 
A indicação pode ser analógica ou digital, os valores de mais de uma grandeza podem ser apresentados simultaneamente. Com o avanço da tecnologia as variáveis podem ser registradas via internet em servidores a distância.
INSTRUMENTO TRANSMISSOR 
Os Instrumentos transmissores são aqueles que determinado um valor de uma variável no processo através de um elemento primário, transmite a outro equipamento tendo o sinal de saída cujo valor varia apenas em função da variável do processo. 
Existem vários tipos de sinais de transmissão que são os Pneumáticos; Elétricos (Analógicos e Digitais); Hidráulicos; Eletrônicos; Digitais; Binário entre outros que serão vistos na seção futura.
Figura 4 - Instrumento transmissor.
Fonte: www.bhelectronica.com
 TRANSDUTOR 
 O transdutor é um dispositivo que transforma um tipo de energia em outro. Ele pode converter, por exemplo, uma magnitude física, como posição, velocidade, temperatura, luz, entre outras, em um sinal elétrico normalizado. Essa propriedade é utilizada principalmente por sensores. 
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Transdutor"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transdutor.htm. Acesso em 17 de novembro de 2021.
Algo digno de nota, ao receber informações na forma de uma ou mais quantidades físicas, modifica caso necessário às informações e fornece um sinal de saída resultante. Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser um elemento primário, um transmissor ou outro dispositivo. 
Esse instrumento é de grande importância na operação dos demais elementos. Um exemplo é um instrumento transdutor de pressão por uma membrana. Ao aumentar a pressão, desloca um diafragma que muda uma característica física, no caso, capacitância, proporcional a pressão.
Figura 5 - Instrumento transdutor. 
Fonte: Schaevitz
 
INSTRUMENTO CONTROLADOR 
Os instrumentos controladores têm como objetivo controlar. O controle é feito comparando a variável controlada com um valor desejado (set point) e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados. Alguns instrumentos controladores, a variável pode ser medida, diretamente pelo controlador ou indiretamente através do sinal de um transmissor ou transdutor. 
Ilustração 2: Instrumento controlador
Fonte: Schaevitz
 INSTRUMENTO ELEMENTO FINAL DE CONTROLE 
Os instrumentos elemento final de controle é o que vai atuar no sistema de controle. Após ser mensurado, indicado, registrado e comparado com um set point, o controlador para controlar a variável utiliza o instrumento elemento final de controle para modificar o sistema e a variável.
Figura 7 - Elemento final de controle.
 SENSORES ULTRASSÔNICOS SEM CONTATO
Esses sensores incorporam um processador de sinal analógico, um microprocessador, um seletor de escala BCD (codificação binária decimal) e um circuito de driver de saída. Envia impulsos e um sinal da porta a partir da rota do microprocessador por meio do processador do sinal analógico para o sensor, o qualenvia um feixe ultrassônico para a superfície do líquido.
 O sensor detecta o eco da superfície e o encaminha de volta ao microprocessador, criando uma representação digital da distância entre o sensor e o nível da superfície. Por meio de atualização constante dos sinais recebidos, o microprocessador calcula os valores médios para medir o nível do líquido.
Com um sensor contínuo, o microprocessador converte o valor médio em um sinal linear analógico de 4 a 20 mA com o nível do líquido. Quando o eco do nível não retorna ao sensor no intervalo de 8 segundos, o sinal de saída do sistema cai abaixo de 4 mA, indicando uma condição de baixo nível ou de tubulação vazia. 
Com um sensor pontual, o microprocessador compara o valor médio com as definições do interruptor BCD e alimenta um relé de saída com a indicação de nível alto ou baixo. Uma perda de sinal que ultrapassar 8 segundos corta a alimentação dos relés e restaura o estado original. Os componentes eletrônicos incorporam um atraso de meio segundo que minimiza os efeitos da turbulência na superfície.
 SENSORES ULTRASSÔNICOS DE CONTATO
Um dispositivo ultrassônico de baixa energia dentro desses sensores mede o nível de líquido até determinado ponto. Consistindo em um sensor montado em campo e em um amplificador de estado sólido integrado, os sensores de contato ultrassônicos não possuem peças móveis e não exigem calibração. Normalmente, são equipados com blocos de terminais para conexões de fontes de energia e de dispositivos de controle externos. 
O sinal ultrassônico atravessa uma abertura de meia polegada no sensor, controlando chaves de relé quando a abertura contém líquido. O nível de leitura está na metade, ao longo da abertura dos sensores montados na posição horizontal, e na parte superior da abertura dos sensores montados na vertical. Quando o líquido cai abaixo desse nível, o sinal ultrassônico atenua e finalmente muda o relé para o estado anterior.
	
Esses sensores são usados em reservatórios ou tubos para operar automaticamente bombas, válvulas solenoides e alarmes altos e baixos. Para encher e esvaziar os tanques e medir volumes de líquidos, seriam necessários dois. São compatíveis com a maioria dos líquidos, não são afetados por revestimentos, pingos, espuma ou vapor. Porém, os líquidos altamente gaseificados ou viscosos o suficiente para obstruir a abertura do sensor podem ocasionar problemas.
 
SENSORES DE NÍVEL DE CAPACITÂNCIA
A exemplo dos sensores ultrassônicos, os sensores de capacitância podem lidar com medições de nível pontuais ou contínuas. Esses sensores utilizam uma sonda para monitorar as alterações do nível de líquido no tanque, através de condicionamento eletrônico da saída para valores capacitivos e resistivos, os quais são convertidos em sinais analógicos. 
A sonda e a parede do reservatório equivalem a duas placas de um capacitor e o líquido ao meio dielétrico. Como o sinal é emitido somente a partir das alterações do nível, o acúmulo de material sobre a sonda não tem nenhum efeito. Tanques de fluído não condutivo podem requerer sondas duplas ou uma fita condutora externa.
A sonda, que pode ser rígida ou flexível, geralmente emprega fio condutor isolado com PTFE. A base de metal da sonda é de aço inoxidável, proporcionando a sensibilidade adicional necessária para medir líquidos não-condutores, granulares ou baixos nas propriedades dielétricas (constante dielétrica inferior a 4). Sondas flexíveis devem ser usadas quando não há espaço suficiente para uma sonda rígida, ou ainda, em aplicações que demandam comprimentos muito longos. Sondas rígidas oferecem maior estabilidade, principalmente em sistemas turbulentos, onde o balanço da sonda pode causar flutuações de sinal.
 SENSOR DE NÍVEL ULTRASSÔNICO SEM CONTATO
Com potência e opções de programação, capacidade de comunicações RS-232 ou RS-485, botão de calibração e a sinalização compensada por temperatura, os sensores da Série LVU40 apresentam flexibilidade para medição contínua do nível de líquido sem contato. Com alta precisão em todo o intervalo de 0,3 a 18,3 m (1 a 60'), esses sensores incorporam uma filtragem que praticamente elimina os falsos ecos das obstruções periféricas. Juntamente com o CLP (Controlador Lógico Programável) ou com um controlador OMEGA série CNi, esses sensores são usados para medição de nível pontual.
Ilustração 3: Sensor Ultrassonico
 CHAVES DE NÍVEL COM ROTOR PARA MATERIAL SECO
Compatível com várias substâncias granuladas, peletizadas e em pó, a série de chaves LVD-800 com rotor usa tecnologia magnética patenteada que cria um sistema de segurança com funil, silo e tanque para monitoramento da situação real. 
Um micro controlador com diagnóstico automático monitora a rotação do eixo e da placa de montagem do motor, reagindo imediatamente à presença de material, à falha mecânica ou elétrica. Sensores magnéticots evitam problemas de obstrução próprios dos sistemas óticos.
Ilustração 4: Chave de nivel
 
 CONCLUSÃO
 	Após a pesquisa de forma minuciosa deste trabalho vale notar que, os indicadores são instrumentos que tem a função de demostrar uma determinada variável de um processo industrial. 
Ademais, os indicadores quanto a sua topologia, sao classificados da seguinte maneira: Analógicos: Usualmente dispõem de um ponteiro e de uma escala graduada na qual podemos ler o valor da variável. Digitais: Instrumentos digitais que indicam a variável em forma numérica com dígitos ou barras gráficas. O estudo do assunto acima destacadoo em varias vertentes, e de extrema relevância pois ajuda-nos a ter directrizes diferentes no que concerne aos indicadores assim como distintos instrumentos usados na industria.
 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Transdutor"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/transdutor.htm. Acesso em 17 de novembro de 2021.
ALMEIDA, José Luiz Antunes de; GARCIA, Gilvan Antônio. Sistemas Eletroeletrônicos – Dispositivos e Aplicações. 1. ed. Érica, 2014.
FITZGERALD, A. E; KINGSLEY Jr, Charles; KUSKO, Alexander. Máquinas Elétricas. 7. ed. McGraw-Hill, 2014.
 
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3ºANO/ 6
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INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLO DE PROCESSOS
 
 
TEMA: 
INDICADORES E 
REGISTRADOR
 
 
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lio Creto Saize
 
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DISCIPLINA: INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLO DE PROCESSOS 
 
TEMA: INDICADORES E REGISTRADOR 
 FILTRAGEM DE SENSORES 
 
 
 
 
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