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Utilização de um Dispositivo Sem Fio para a Transmissão da Temperatura

Transmissão da Temperatura Sem Fio Durante todo o ano, produtos frescos como vegetais, frutos do mar e flores são movimentados por uma rede ininterrupta de arrmazéns refrigerados, caminhões e câmaras frias, da fazenda para o varejista.

Todo este sistema depende da manutenção de temperaturas consistentes. Ao contrário de produtos congelados, que normalmente são mantidos a -20°C (68°F) ou mais frios ainda, produtos frescos devem ser mantidos dentro de uma estreita faixa de temperatura. Normalmente, esta vai de 0 a 5°C (32 a 41°F). Se o sistema de resfriamento falha em um freezer, podem ser necessárias muitas horas para que a temperatura se eleve acima do congelamento e para que os produtos estraguem. Alimentos frescos, porém, sendo mantidos dentro de limites muito mais estreitos, arruínam com rapidez muito maior.

Para combater isso é essencial monitorar a temperatura constantemente. Em muitos ambientes, porém, simplesmente não é prático estender grandes extensões de cabos para levar sinais de termopares até uma sala de controle central. Em tais situações, o monitoramento sem fio da temperatura é uma alternativa altamente rentável. No entanto, freezers e câmaras frias apresentam desafios específicos para comunicações sem fio. Como todos aqueles que já ficaram sem sinal de celular dentro de um elevador sabem, caixas de metal podem bloquear sinais de rádio. Este White Paper da OMEGA Engineering discute os benefícios do monitoramento sem fio da temperatura e o desafio de receber sinais de rádio frequência de dentro de um invólucro metálico. As seções individuais abordam:
  • Princípios de monitoramento sem fio da temperatura
  • Por que fazer isto com a tecnologia sem fio
  • Limitações
  • Soluções
  • Transmissores sem fio de temperatura

Princípios de monitoramento sem fio da temperatura

Conector de termopar sem fio
Receptor/Transmissor de Longo Alcance Sem Fio (UWTC-RPT1)
 Receptor/Transmissor Sem Fio
Sistema Receptor/Transmissor Sem Fio
Embora termômetros sejam ideais para leituras visuais de temperatura, a instrumentação demanda o uso de termopares ou de detectores de temperatura a resistência (RTDs). Em geral, esses são conectados diretamente ao dispositivo de monitoramento, mas isto se torna difícil quando há a necessidade de longos cabos. Nessas situações, a resposta é utilizar um transmissor de temperatura sem fio.

Sistemas sem fio são fáceis de instalar. Fios termopares são instalados em um transmissor que funciona com bateria. Este transmite um sinal na frequência de 2,4GHz para um receptor montado a até 122m (400 pés) de distância. A linha de visão é preferível para máximo alcance e força do sinal, mas o sistema pode transmitir através de obstruções com uma faixa reduzida.

Usando uma conexão USB em um PC, o receptor envia a temperatura mais a leitura ambiente do conector, a força da transmissão por RF e a condição da bateria para o software de aquisição de dados.

Se os dados precisam ser enviados a uma distância maior, um receptor/repetidor pode aceitar dados e retransmiti-los para um receptor a até 7,5 km de distância.

Por que Utilizar a Tecnologia Sem Fio?

É difícil derrotar a robustez de uma instalação com fios, mas há boas razões para optar-se por um sistema sem fio.
  • Não há necessidade de fonte de alimentação. Alguns transmissores sem fio utilizam baterias.
  • As condições da câmara fria devem ser mantidas 24/7 e não é prático esperar que alguém confira periodicamente com um termômetro.
  • Identificar rapidamente condições de operação anormais, reduzindo o risco de deterioração em caso de falha do sistema de arrefecimento.
  • Não há fios a instalar, que podem ser caros.
  • Flexibilidade. Se a área do armazém frigorífico é movida ou reconfigurada, os transmissores sem fio podem ser reimplantados rapidamente e quase sem custo.
  • Monitoramento em tempo real, diferentemente do registro de temperatura, que apenas fornece dados históricos.
  • Capacidade para programar alarmes se as temperaturas estiverem fora dos limites definidos previamente. Com alguns sistemas, é possível enviar um alerta por SMS ou e-mail, caso surja algum problema.

Limitações

Os transmissores de temperatura sem fio apresentam um ponto fraco: muitos freezers e câmaras frigoríficas são feitos com paredes de aço. Estas bloqueiam transmissões de sinais de rádio. Carcaças assim são conhecidas como Gaiola de Faraday, que recebeu o nome do cientista inglês Michael Faraday, o primeiro a demonstrar o fenômeno. Uma Gaiola de Faraday é um gabinete metálico que impede a entrada ou saída de cargas elétricas. Em vez de penetrar na gaiola, a carga elétrica, seja por transmissões de rádio ou por outra fonte, como relâmpagos, espalha-se sobre a superfície (é por isto que você está seguro dentro de um carro, durante uma tempestade). O mesmo efeito se aplica a sinais dentro da gaiola, que não conseguem sair pela mesma razão.

Soluções

Dois métodos são:
  • Posicionar o transmissor junto a uma janela (uma porta também serve, se não for de material metálico).
  • Passar os fios do termopar através de um pequeno orifício na parede, montando o transmissor no lado de fora da câmara frigorífica.

Transmissores de Temperatura Sem Fio

Transmissores compactos a bateria podem aceitar uma ampla gama de entradas de termopar para o uso em diferentes aplicações. A frequência da transmissão de dados é programável pelo usuário. Para situações em que um RTD (dispositivo de temperatura por resistência) é preferível, um transmissor leva uma entrada de sensor de RTD de 3 fios e transmite os dados da mesma forma.

As transmissões sem fio vão para um receptor ligado a um PC ou para uma rede ou Internet através de um receptor.

Dados Fora da Caixa

O sistema de distribuição de cadeia de frio permite aos consumidores desfrutar de produtos frescos em quase qualquer local e em qualquer época do ano. Esta rede de armazéns frigoríficos, trailers e salas de armazenamento depende do fornecimento de alertas imediatos por sistemas de monitoramento de temperatura sobre quaisquer problemas que possam levar à deterioração.

O monitoramento sem fio oferece maior flexibilidade do que os sistemas com fios, juntamente com a capacidade de enviar dados em distâncias de vários quilômetros. No entanto, uma vez que muitos frigoríficos e câmaras frias são construídos com paredes de aço, há o problema de fazer sair um sinal sem fio de uma Gaiola de Faraday. Este White Paper da OMEGA Engineering salienta os desafios particulares dessas câmaras frigoríficas e sugere duas soluções de baixo custo.

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