Entendendo os sensores de temperatura no monitoramento de máquinas
Definição: O que é um sensor de temperatura?
Sensor de temperatura No contexto do monitoramento de máquinas, um dispositivo mede a temperatura de rolamentos, motores, fluidos de processo ou superfícies de equipamentos, fornecendo informações cruciais para detectar superaquecimento, problemas de lubrificação, atrito excessivo e condições operacionais anormais. vibração O monitoramento detecta defeitos mecânicos, enquanto o monitoramento de temperatura fornece informações complementares sobre a condição térmica, tornando a combinação de vibração e temperatura mais eficaz do que qualquer uma delas isoladamente.
Sensores de temperatura são componentes essenciais de programas abrangentes de monitoramento de condição, pois muitas falhas em máquinas são precedidas por aumentos de temperatura — falhas em rolamentos devido ao atrito, em enrolamentos de motores devido à sobrecarga, em vedações devido ao atrito. A detecção precoce por meio da análise da tendência da temperatura permite a intervenção antes que ocorram falhas catastróficas.
Tipos comuns de máquinas
1. RTD (Detector de Temperatura de Resistência)
Mais preciso e estável:
- Princípio: A resistência do fio de platina varia com a temperatura.
- Tipos comuns: Pt100 (100Ω a 0°C), Pt1000
- Precisão: ±0,1-0,5°C típico
- Faixa: -200 a +600°C
- Estabilidade: Excelente a longo prazo
- Custo: Moderado a alto
- Aplicativos: Monitoramento crítico de rolamentos, medições de precisão
2. Termopar
Ampla gama e robustez:
- Princípio: A junção de metais diferentes gera uma voltagem proporcional à temperatura.
- Tipos: Tipo K (mais comum), Tipo J, Tipo T, Tipo E
- Precisão: ±1-3°C típico
- Faixa: -200 a +1300°C (dependendo do tipo)
- Custo: Baixo
- Aplicativos: Monitoramento de alta temperatura, exaustão, fornos
3. Termistor
- Princípio: A resistência dos semicondutores é altamente sensível à temperatura.
- Sensibilidade: Muito alta (grande variação de resistência por °C)
- Precisão: ±0,1-1°C
- Faixa: Limitado (temperaturas típicas de -50 a +150°C)
- Custo: Baixo
- Aplicativos: Equipamentos de consumo, alguns industriais
4. Infravermelho (sem contato)
- Princípio: Detecta a radiação térmica da superfície.
- Vantagem: Não é necessário contato
- Faixa: -50 a +1000°C+
- Precisão: ±2-5% de leitura
- Aplicativos: Inspeções pontuais, levantamentos termográficos
Monitoramento da temperatura dos rolamentos
Locais de medição
- Embutido na caixa do rolamento (próximo à pista externa do rolamento)
- Montado na superfície da tampa do rolamento
- No dreno de óleo (para rolamentos lubrificados a óleo)
- Vários locais para rolamentos de grande porte
Faixas de temperatura normais
- Temperatura ambiente + 20-40°C: temperatura normal de operação
- Temperatura ambiente + 50-60°C: Máximo aceitável para a maioria dos rolamentos
- > Temperatura ambiente + 70°C: Indica um problema, investigue.
- > 90-100°C absolutos: Condição de alarme para a maioria dos rolamentos
Tendências e alertas
- Estabelecer a temperatura de referência para cada rolamento.
- Alerta para aumento de 10 a 15 °C em relação à temperatura basal.
- Alarme em caso de aumento de temperatura de 20 a 25 °C ou limite absoluto.
- Desligamento automático em caso de aumento de 30-40°C ou temperatura absoluta crítica.
Integração com monitoramento de vibração
Informações complementares
- Vibração: Detecta defeitos mecânicos precocemente.
- Temperatura: Confirma a gravidade e indica problemas de fricção/lubrificação.
- Junto: Diagnóstico mais confiável do que qualquer um dos dois isoladamente.
Padrões de diagnóstico
- Vibração elevada + temperatura normal: Problema mecânico (desbalanceamento, desalinhamento)
- Alta vibração + alta temperatura: Defeito no rolamento com atrito (estágio avançado)
- Vibração normal + Alta temperatura: Problema de lubrificação, desalinhamento causando atrito
- Ambos em crescimento: Falha progressiva do rolamento
Melhores práticas de instalação
Posicionamento do sensor
- O mais próximo possível da fonte de calor (rolamento)
- Bom contato térmico com a superfície medida
- Evite espaços de ar (use pasta térmica se necessário).
- Protegido contra variações de temperatura ambiente.
Fiação
- Utilize o tipo de fio correto para o sensor (cabo de compensação para termopares).
- Evite correr perto de cabos de alta corrente ou alta tensão.
- Terminação e conexão adequadas
- Escudo e aterramento, se necessário.
Aplicações
Monitoramento de Rolamentos
- Detecção precoce de lubrificação problemas
- Confirmação de defeito no rolamento
- Detecção de sobrecarga
- Aplicação mais comum de monitoramento de temperatura
Proteção do Motor
- Temperatura do enrolamento (RTDs embutidos)
- Temperatura do rolamento
- Temperatura do quadro
- Sobrecarga e adequação do sistema de refrigeração
Equipamentos de Processo
- Bombas (temperaturas dos rolamentos, vedações e carcaça)
- Compressores (temperatura de descarga, rolamento)
- Caixas de velocidades (temperatura do cárter de óleo)
Sensores de temperatura são complementos essenciais para sensores de vibração em programas abrangentes de monitoramento de máquinas. A combinação da análise de vibração, que detecta defeitos mecânicos, com o monitoramento de temperatura, que confirma a condição térmica, problemas de atrito e adequação da lubrificação, proporciona uma avaliação mais completa da saúde do equipamento do que qualquer uma das tecnologias isoladamente, permitindo a detecção precoce de diversos modos de falha em equipamentos rotativos.
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