Sensores ultrassônicos demandam alguns cuidados na instalação

16.04.2023

Uma solução cuja utilidade é detectar pessoas, obstáculos, evitar impactos ou batidas e aperfeiçoar o desempenho dos condutores e equipamentos de indústrias dos mais variados segmentos. Este é o objetivo do sensor ultrassônico.

Na prática, sua função é possibilitar que as fábricas saiam ganhando mais dinheiro, ao deixar de perdê-lo consertando equipamentos quebrados, reparando perda de materiais ou consertando erros e equívocos que têm um impacto direto na qualidade do produto a ser comercializado.

Mas, na prática, como funciona esse equipamento e quais os cuidados ao utilizá-lo, para que ele funcione na sua melhor forma?

Antes de responder a essas duas perguntas, Rafael Mafra, promotor técnico da Reymaster, comenta que, grosso modo, o sensor ultrassônico opera de modo semelhante ao sonar do morcego, que emite chamados de ecolocalização que podem alcançar frequência de 10 kHz até 200 kHz, a depender do objeto, e que gerarão um eco, o que indicará a distância e o tamanho desse objeto. Os morcegos são referência em sonar interno, afinal, eles usam o recurso para caçar suas presas que voam velozmente à noite.

Então, no caso do sensor ultrassônico para a indústria, a ideia é a mesma. Como seu nome sugere, ao transmitir um impulso sonoro de alta frequência, o aparelho age medindo o tempo de disseminação do eco, bem como o seu reflexo, que é o retorno da onda espelhada pelo objeto-alvo. Posteriormente, essa energia é transformada em um sinal elétrico. “Na prática, os sensores ultrassônicos permitem detecção, sem contato, de qualquer objeto em ambientes industriais severos, independentemente de: material (metal, plástico, madeira, papelão etc.); estado (sólido, líquido, pó, pastoso etc.); cor; grau de transparência. Eles são utilizados em aplicações industriais para detectar a posição de componentes de máquinas; o fluxo de objetos em transportadores; ou o nível de material”, comenta o promotor técnico da Reymaster.

Por isso, assim como na natureza ocorre com morcegos, baleias, golfinhos e mais de mil espécies que usam desde a vibração da garganta até o bater das asas para se ecolocalizar e encontrar alimento em um ambiente com pouca ou nenhuma luz, nas indústrias essa tecnologia pode oferecer o que há de melhor em termos de detecção. E uma das novidades, neste aspecto, é o lançamento do sensor da Telemecanique, o mais compacto do mercado e que não precisa de cabeamento para funcionar. Operando via wireless, ele permite que o usuário supervisione e diagnostique remotamente seus sistemas, reduzindo o tempo de inércia. As principais vantagens então são: a economia de custos e a versatilidade.

Outro destaque dessa solução é que ela é “amigável ao meio ambiente” por não necessitar nem de bateria nem de energia elétrica para funcionamento, sendo autoalimentada. Além disso, por funcionar via wireless, trata-se de uma solução fácil de instalar, que pode ser adaptada a equipamentos que não estão preparados para rede.

Contudo, apesar de muitos os benefícios, na visão de Rafael Mafra, os sensores ultrassônicos demandam alguns cuidados para funcionarem corretamente, mesmo porque o transmissor e receptor estão localizados no mesmo invólucro, sendo que o primeiro envia várias ondas sonoras que refletem no objeto a ser detectado e retornam à fonte. Caso não haja atenção por parte do usuário, sua utilidade de monitorar presenças de objetos ou medir enchimento, curvatura ou altura sem a necessidade de contato poderá ficar comprometida.

Então, a primeira providência é checar o local de instalação do dispositivo, que não deve sofrer interferência ou reflexões múltiplas, suscitando em erros de leitura. “É necessário se preocupar também com a demarcação correta da área que o sensor atuará, porque, devido à própria histerese do sistema, que é a tendência em conservar suas propriedades na ausência de um estímulo, existe um campo de incerteza, o que pode acarretar mau funcionamento”.

Ademais, ele explica sobre as características direcionais, vez que, para um sensor ultrassônico identificar um objeto, ele deve estar apontando sem desvios para o objeto a ser detectado, devido à diretividade do aparelho. “Nas especificações dos sensores, em geral, é comunicado que o ‘ângulo de meia pressão sonora’ indica que a intensidade do sinal cai pela metade”.

Por fim, seja na medição de nível ou controle de portas, rompimento de fios, ou na detecção de objetos, inclusive transparentes, e presenças de carregamento de material, portões e elevadores, constatação, com acerto, da altura de pilhas de tijolos, chapas de madeira ou de plástico, lâminas de vidro etc., os sensores ultrassônicos oferecem soluções que atendem às necessidades individuais e intrínsecas de cada cliente.

Para calcular a distância entre o sensor e o objeto, alguns dados precisam ser conhecidos: t: tempo entre emissão e recepção (em s); v: velocidade das ondas ultrassônicas no ar (em m/s); e d: distância entre o objeto e o sensor, na fórmula t = 2d / v.