Sensor inteligente monitora lubrificação em máquinas
Um sistema preciso de lubrificação é essencial para a operação segura e duradoura de qualquer equipamento, mais ainda daqueles de missão crítica, utilizados em pontos cruciais das operações industriais e comerciais. Temperaturas extremas, cargas elevadas, altas velocidades ou contaminantes presentes no ar são apenas alguns dos desafios a serem vencidos por esses sistemas de lubrificação.
Foi por isso que engenheiros da Universidade Case, Estados Unidos, em parceria com a empresa Rockwell Automation, uniram-se para desenvolver um novo sensor inteligente de fluidos lubrificantes, capaz de garantir uma lubrificação eficiente em equipamentos de missão crítica.
“Informações sobre o desempenho da lubrificação podem dar indicadores antecedentes de problemas, antes que ocorra qualquer dano mecânico. O monitoramento contínuo das condições dos fluidos irá permitir a detecção de falhas que ocorrem antes das manutenções preventivas, provavelmente evitando paradas catastróficas”, afirmou Kenneth Loparo, que chefiou o trabalho de desenvolvimento do novo sensor.
O aparelho é formado por um conjunto de sensores elétricos e eletroquímicos, construído utilizando-se a técnica dos MEMS (“MicroElectroMechanical Systems”), formando o que os engenheiros batizaram de um sensor de multielementos. Circuitos eletrônicos adicionais incluem a lógica de controle dos sensores, processamento de sinais e algoritmos capazes de analisar os dados coletados pelos sensores e tomar decisões sobre a saúde do processo de lubrificação.
O novo sensor já foi testado em ambiente real, em fluidos lubrificantes industriais e de aeronaves, incluindo óleos degradados de forma controlada. Os fluidos testados incluem óleo comum, óleo mineral, graxas e fluidos hidráulicos.
O sensor, apesar de ser formado por diversos sensores individuais, é construído sobre um substrato único de silício, que serve como base para os demais circuitos integrados. Os elementos incluem sensores de temperatura e condutividade, além de um sensor eletroquímico de três eletrodos e um sensor de acidez de dois eletrodos. Outros componentes no interior do chip monitoram ainda a viscosidade e a densidade do fluido lubrificante.
A integração de todos esses elementos sensoriais em um único chip deverá permitir que o produto final seja montado de forma compacta, podendo ter amplos usos nos mais diversos tipos de equipamentos. Suas pequenas dimensões também deverão facilitar seu encapsulamento de forma mais robusta.