UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO CURSO DE ENGENHARIA …lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1357.pdf · Tabela 4.1. Medidas realizadas ... A sonda lambda foi inventada pela

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

PARAMETRIZAÇÃO DE UM SENSOR LAMBDA AUTOMOTIVO

Área de Sensores

por

David Tadeu Cassini Manzoti

William César Mariano, Mestre Orientador

Campinas (SP), dezembro de 2007

i

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

PARAMETRIZAÇÃO DE UM SENSOR LAMBDA AUTOMOTIVO

Área de Sensores

por

David Tadeu Cassini Manzoti Relatório apresentado à Banca Examinadora do Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia Elétrica para análise e aprovação. Orientador: William César Mariano, Mestre

Campinas (SP), dezembro de 2007

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho aos meus familiares e a

minha namorada, pela participação e incentivo

em todos os momentos da minha vida.

AGRADECIMENTOS Agradeço professor e orientador William César

Mariano pela dedicada orientação para a

realização deste trabalho.

Agradeço também a empresa Coprocess

Industrial por tem cedido os materiais para a

execução dos testes.

Agradeço aos meus colegas de graduação que

participaram direta ou indiretamente na

realização deste trabalho.

“Transforme as pedras que você tropeça nas pedras da sua escada”

Sócrates

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIATURAS.................................................................vi LISTA DE FIGURAS .............................................................................vii LISTA DE TABELAS............................................................................viii LISTA DE EQUAÇÕES ..........................................................................ix

RESUMO ...................................................................................................x

ABSTRACT ..............................................................................................xi 1. INTRODUÇÃO.....................................................................................1 1.1. OBJETIVOS ........................................................................................................ 1 1.1.1. Objetivo Geral ................................................................................................... 1 1.1.2. Objetivo Específico ........................................................................................... 1 1.2. METODOLOGIA................................................................................................ 1 1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................... 2

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................3 2.1. COMBUSTÃO ..................................................................................................... 3 2.2. SENSOR DE OXIGÊNIO (SONDA LAMBDA) .............................................. 5 2.2.1. Histórico............................................................................................................. 5 2.2.2. Funcionamento do sensor................................................................................. 5

3. PROJETO..............................................................................................7 3.1. OS SENSORES.................................................................................................... 7 3.2. GERADOR DE MISTURA ................................................................................ 8 3.3. QUEIMADOR ..................................................................................................... 9 3.4. ANALISADOR DE OXIGÊNIO...................................................................... 12 3.5. VOLTÍMETRO ................................................................................................. 13

4. TESTES DO SENSOR .......................................................................14 4.1. SENSOR 1 .......................................................................................................... 15 4.1.1. Medidas realizadas do Sensor 1 com o voltímetro ET-2055....................... 15 4.1.2. Medidas realizadas do Sensor 1 com o voltímetro ET-2030A.................... 16 4.2. SENSOR 2 .......................................................................................................... 17 4.2.1. Medidas realizadas do Sensor 2 com o voltímetro ET-2055....................... 17 4.2.2. Medidas realizadas do Sensor 2 com o voltímetro ET-2030A.................... 18 4.3. SENSOR 3 .......................................................................................................... 19 4.3.1. Medidas realizadas do Sensor 3 com o voltímetro ET-2055....................... 19 4.3.2. Medidas realizadas do Sensor 3 com o voltímetro ET-2030A.................... 20

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS .............................................................21

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................22

vi

LISTA DE ABREVIATURAS

λ Lambda ECU Electronic Control Unit FID Flame Ionization Detector TCC Trabalho de Conclusão de Curso USF Universidade São Francisco

vii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Tetraedro do fogo.................................................................3

Figura 2.2 – Diagrama básico...................................................................6

Figura 3.1 – Os três sensores juntos.........................................................7

Figura 3.2 – Foto do gerador de mistura.................................................8

Figura 3.3 – Diagrama do gerador de mistura........................................9

Figura 3.4 – O bocal queimador.............................................................10

Figura 3.5 – O controlador de chama. ...................................................10

Figura 3.6 – O queimador completo. .....................................................11

Figura 3.7 – O analisador de oxigênio. ..................................................12

Figura 3.8 – Os voltímetros utilizados. ..................................................13

Figura 4.1 – Esquema utilizado no procedimento de medição. ...........14

Figura 4.2 – Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2055................15

Figura 4.3 – Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2030A.............16





viii

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1. Medidas realizadas do sensor 1 com o voltímetro 1 .........15

Tabela 4.2. Medidas realizadas do sensor 1 com o voltímetro 2 .........16

Tabela 4.3. Medidas realizadas do sensor 2 com o voltímetro 1..........17




ix

LISTA DE EQUAÇÕES

Equação 1 ...................................................................................................4

x

RESUMO

MANZOTI, David Tadeu Cassini. Parametrização de Um Sensor Lambda Automotivo. Campinas, 2007. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade São Francisco, Campinas, 2007. Nesse trabalho foi feito um estudo com o objetivo de verificar a possibilidade da utilização de um sensor comum de oxigênio para carro, a sonda lambda, em aplicação industrial, a fim de controlar a proporção de oxigênio na mistura da combustão de gases. Esse controle seria semelhante ao utilizado no carro, onde se lê o teor da mistura e a ECU seria responsável pela correção da mistura para um valor pré-definido que seria o λ da proporção de ar em relação ao combustível. Palavras-chave: sensor de oxigênio, controle de combustão, curva do sensor.

xi

ABSTRACT

This work was done a study with the objective of verifying the possibility of the use of a common oxygen sensor for car, the lambda probe in industrial application, in order to control the proportion of oxygen in the combustion mixture of gases. This control would be similar to that used in the car, where he reads the content of the mixture and ECU would be responsible for correction of the mixture to a pre-defined value that λ is the proportion of air in relation to the fuel. Keywords: Oxygen sensor, control of combustion, curve of the sensor.

1

1. INTRODUÇÃO

O projeto consiste, basicamente, em levantar a curva de resposta de uma sonda lambda

automotiva, para ser utilizada no controle de queima do Infragás® (irradiador de ondas curtas)

fabricado pela empresa Coprocess Industrial Ltda, localizada na cidade de Valinhos, SP.

Existem alguns tipos de sensores lambda, sendo, no mercado nacional, o mais comum o de

dióxido de zircônio (ZrO2). Esse sensor fica inserido no escapamento do carro, duto de saída dos

gases resultantes da queima de combustível, atuando na monitoração da queima. O sensor verifica

se a mistura está pobre, ou seja, com muita concentração de oxigênio ou se a mistura está rica, baixa

concentração de oxigênio. A partir desse sinal a ECU atua injetando mais ou menos combustível, de

acordo com a necessidade medida pelo sensor, o que resultará em uma mistura ideal.

1.1. OBJETIVOS

1.1.1. Objetivo Geral

Parametrizar uma sonda lambda (sensor de oxigênio) automotiva.

1.1.2. Objetivo Específico

Verificar a possibilidade da utilização de uma sonda lambda automotiva comum para

controlar a proporção de oxigênio na mistura resultante da combustão de gases em ambiente

industrial.

1.2. METODOLOGIA

O desenvolvimento do trabalho foi dividido em três fases:

A primeira fase consistiu na realização de pesquisas bibliográficas sobre a teoria envolvida e

o funcionamento do sensor.

A segunda fase foi a realização dos testes experimentais, a fim de se elaborar um

levantamento da curva de resposta do sensor (curva de calibração). Este levantamento serviu para

verificar como o sensor estava respondendo.

2

A terceira fase se caracterizou pela plotagem dos gráficos de resposta do sensor e as

considerações finais da pesquisa.

1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho está estruturado em cinco capítulos, sendo o primeiro capítulo a introdução do

trabalho, composto pelo objetivo, pela metodologia e pela estrutura de apresentação deste

documento. O segundo capítulo relata os conceitos teóricos da pesquisa. As ferramentas para

execução do trabalho estão presentes no terceiro capítulo. O quarto capítulo retrata os métodos e os

resultados obtidos nos testes. O quinto e último capítulo contém as considerações finais do trabalho.

3

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Para que se possa descrever sobre o fenômeno da combustão e o sensor lambda se faz

necessário, primeiramente, um conceito básico dos quais serão brevemente discutidos.

2.1. COMBUSTÃO

A definição da palavra combustão pelos dicionários é o ato de queimar, sendo assim,

poderemos chamar, neste documento, combustão de queima.

Combustão ou queima é uma reação química exotérmica entre uma substância (o

combustível) e um gás (o comburente), usualmente oxigênio, para liberar calor (energia) e luz.

Uma reação exotérmica é uma reação química cuja energia total dos seus produtos é menor

que a de seus reagentes, ou seja, ela libera energia na forma de calor e luz. Esta reação normalmente

ocorre em temperatura relativamente elevada (obtido por meio de uma ignição), e uma vez iniciada,

produz calor suficiente para manter a reação nessa temperatura. Uma faísca elétrica é um exemplo

de ignição.

A principal diferença entre uma oxidação clássica como a ferrugem e a combustão é a

velocidade como ambos os fenômenos ocorrem, na combustão a oxidação ocorre muito rápido.

Para que a combustão se dê de forma contínua faz-se necessário a presença de radicais livres

que provocam uma reação em cadeia, ou seja, tenha combustível na temperatura correta da

combustão e comburente para reagir. Na figura 2.1 o tetraedro do fogo mostra o que necessário para

continuar uma chama.

Figura 2.1 – Tetraedro do fogo.

4

O combustível pode estar nos estados gasoso como o propano, liquido como a gasolina ou

no estado sólido como o carvão.

As reações de combustão podem ser divididas em completa ou incompleta. Na reação

completa o processo que leva os combustíveis a sua forma mais oxidada, ou seja, tem reação de

todo combustível. As reações de combustão incompleta ocorrem quando um combustível não é

oxidado completamente durante a combustão. Alguns dos fatores que promovem a combustão

incompleta são a insuficiência de ar e de mistura do combustível, o choque entre a chama e uma

superfície com temperatura muito baixa, a insuficiente de ar para a chama, o tempo insuficiente de

contato com a chama.

A combustão incompleta é ineficiente, e pode ser perigosa devido à produção do monóxido

de carbono, e contribui para a poluição do ar.

A temperatura da ignição é a temperatura mínima que permite a combustão. Ou seja, o calor

é gerado pela combustão mais rapidamente do que pode ser perdido para o meio, e o processo torna-

se auto-sustentado mantendo assim a chama.

Outro ponto importante da combustão é a relação estequiométrica, relação essa entre

comburente e combustível, ou seja, todo combustível e comburente são consumidos na combustão.

Conhecendo o ponto estequiométrico de uma mistura podemos controlar a combustão através da

equação 1.

Como exemplo para a equação abaixo, podemos aplicar mais ar na mistura e transformá-la

com excesso de O2 em um determinado processo que exija este tipo de combustão.

)()(

tricaestequioméMisturaadmitidaMistura

=λ Equação 1

A relação ar-combustível / ar-combustível estequiométrico é chamada de λ (lambda),

quando esta relação é λ=1 diz relação ideal (mistura estequiométrica), λ < 1 (mistura rica) e λ > 1

(mistura pobre), um exemplo para a gasolina são 14,7 partes de ar para 1 parte de combustível.

5

2.2. SENSOR DE OXIGÊNIO (SONDA LAMBDA)

2.2.1. Histórico

A sonda lambda foi inventada pela empresa alemã Robert Bosch GmbH em 1976. No

mesmo ano, essa tecnologia foi utilizada em automóveis suecos da Volvo. Os modelos Volvo 240 e

260 que possuíam a sonda lambda foram exportados para a América, especificamente para a

Califórnia, estado americano que implantou normas para controle da emissão de CO2.

As primeiras sondas tinham uma estrutura relativamente simples, além disso, não eram

aquecidas. Os gases de escape do motor tinham que aquecer a sonda antes que pudessem apresentar

os dados exatos, esse processo levava alguns minutos. Mais tarde no início da década de 80, as

sondas lambda começaram a ser montadas com aquecimento eletrônico, reduzindo-se assim a fase

de aquecimento para aproximadamente trinta segundos. Como resultado dessa mudança houve uma

significante redução nas emissões tóxicas produzidas pelo motor frio e o consumo de combustível.

Atualmente, as sondas lambda precisam de apenas dez segundos para fornecer sinais

confiáveis à ECU do carro, o que representa uma redução no tempo de envio dos sinais, comparado

às primeiras sondas lambda produzidas com aquecimento eletrônico na década de 80.

2.2.2. Funcionamento do sensor

O sensor lambda estudado é fabricado de dióxido de zircônio (ZrO2), material cerâmico,

coberto interna e externamente por uma fina camada de platina microporosa. A figura 2.1

demonstra o esquema básico do sensor.

6

Figura 2.2 – Diagrama básico 1.Dióxido de Zircônio 2.Condutores de platina porosa 3.Terminais do sensor 4.Base do sensor e contato negativo 5.Parede do tubo de exaustão 6.Protetor cerâmico de sustentação 7.Gases da queima e 8.Atmosfera

O dióxido de zircônio (ZrO2) aquecido acima de 300°C se torna um condutor elétrico,

conduzindo os íons de oxigênio presentes na camada interna de platina microporosa, que se

encontra em contato com a atmosfera, para a parte externa que está em contato com os gases da

queima gerando, assim, uma pequena diferença de potencial entre seus terminais (3) e (4) como

uma célula galvânica através do processo eletroquímico.

7

3. PROJETO

Para a execução do projeto foram utilizados três sensores de oxigênio (sonda lambda), um

gerador de mistura, um queimador de gás, um analisador de oxigênio para referência e dois

voltímetros.

3.1. OS SENSORES

Para execução dos testes foram utilizados três sensores diferentes, a fim de verificar o seu

funcionamento.

Os sensores foram numerados e identificados de um a três. Na figura 3.1 veremos os

sensores utilizados.

Figura 3.1 – Os três sensores juntos.

O sensor número um possui uma capa de proteção que tem como objetivo evitar que o

elemento cerâmico sofra choques mecânicos. A estrutura desta capa é toda furada para facilitar a

passagem de gases resultantes da queima que estão presentes no escape do carro.

O sensor número três, por sua vez, possui um prolongador localizado na parte externa,

alterando, um pouco, a referência para atmosfera, como veremos nas medições.

Os sensores utilizados, de uma forma geral, são bem comuns sendo encontrados em

automóveis como o GOL Mi, segunda geração, fabricados após 1995 pela montadora alemã

Volkswagen. Esses sensores são equipados com elemento de aquecimento tornando, assim, a

8

resposta do sensor, às medidas, mais rápida pelo fato de atingir a temperatura de trabalho mais

facilmente.

Para esses testes, também foi utilizada uma fonte de 12V DC para a alimentação do

elemento de aquecimento do sensor.

3.2. GERADOR DE MISTURA

O gerador de mistura utilizado foi como o da figura 3.2.

Figura 3.2 – Foto do gerador de mistura utilizado que é composto por 1 Válvula Esfera, 2 Filtro de Gás, 3 Válvula Proporcionadora de Ar / Gás, 4 Válvula Solenóide, 5 Válvula de Ajuste de Vazão, 6 Pressostato de Baixa Pressão, 7 Indicador de Pressão ( Manômetro), 8 Válvula de Ajuste de Ar, 10 Compressor de Mistura, 11 Compressor de Selagem ( ar de proteção ).

9

O diagrama do gerador da mistura utilizado com seus símbolos na figura 3.3.

Figura 3.3 – Diagrama do gerador de mistura onde 1 Válvula Esfera, 2 Filtro de Gás, 3 Válvula Proporcionadora de Ar / Gás, 4 Válvula Solenóide, 5 Válvula de Ajuste de Vazão, 6 Pressostato de Baixa Pressão, 7 Indicador de Pressão ( Manômetro), 8 Válvula de Ajuste de Ar, 9 Inversor (controle de velocidade do compressor de mistura), 10 Compressor de Mistura, 11 Compressor de Selagem ( ar de proteção ).

O controle da mistura é feito pela válvula proporcionadora (3) que libera o fluxo de gás em

relação ao fluxo de ar, o ajuste fino é feito através das válvulas (5) e (8). Variando a quantidade de

ar que vai para a mistura válvula (8) conseguimos controlar a quantidade de ar na mistura deixando

com excesso de O2 e variando a velocidade do compressor (9) conseguimos variar o fluxo da

mistura que vai para o queimador.

3.3. QUEIMADOR

Os testes com sensores foram realizados no queimador de mistura que é composto por uma

válvula solenóide para abrir e fechar a alimentação da mistura, uma válvula do tipo agulha para

controlar o fluxo de mistura, o bocal queimador que veremos em detalhes na figura 3.4, um

faiscador para acender, o duto de saída dos gases após a queima, o local de fixação do sensor de

oxigênio e um furo para tomada de referência com um analisador de oxigênio.

10

Figura 3.4 – O bocal queimador onde temos o eletrodo de ignição, o detector de chama e a tela de queima.

A queima acontece na tela que vemos, ao fundo do bocal, na figura 3.4. A chama fica na

superfície e o fluxo com que a mistura chega para ser queimada poderá ser controlado por uma

válvula agulha.

A faísca acontece entre a tela e o eletrodo de ignição. Para iniciar a chama, essa faísca é

gerada por um aparelho específico para esse fim, um controlador automático de chama.

Foi utilizado um aparelho para controle de chama, este aparelho controla a válvula

solenóide, gera a faísca e detecta se tem chama.

Figura 3.5 – O controlador de chama da Kromschroder modelo IFS 244.

11

IFS 244 detecta se há chama através do método de FID (Flame Ionization Detector). O

sensor do controlador automático de chama fica em contato com a própria chama, que permite a

passagem de uma pequena corrente que faz com que o aparelho detecte a presença ou não de

chama. Ao ligar o aparelho, abre-se a válvula solenóide e gera uma faísca. Caso a chama se apague

durante o processo o controlador gera uma nova faísca e se, ainda assim, não detectar a presença de

chama em quinze segundos, a válvula solenóide será fechada como medida de segurança.

Na figura 3.6 veremos o queimador como um todo.

Figura 3.6 – O queimador completo onde foram executados os testes.

O queimador tem sua construção bem robusta feita em aço inox. Na figura 3.6 vemos

a posição do sensor lambda. A ponta do medidor de oxigênio está localizada um pouco abaixo.

12

3.4. MEDIDOR DE OXIGÊNIO

O analisador de oxigênio adotado como referência (padrão) para a sonda lambda é o Sprint

2000 XT, da Telegan. Com faixa de medição de 0-25 % de O2, com uma resolução de 0,1 % no

mostrador e precisão de 0,3%.

Figura 3.7 – O analisador de oxigênio usado como referência.

O analisador usado como referência tem um funcionamento bem simples. Ao ser ligado ele

fica durante trinta segundos purgando todo o gás que esta na mangueira, a fim de evitar medição

fora de referência. Ele também mede a temperatura do gás que está lendo. Passado o tempo de

purga o analisador mede 20,9 % de O2 que é a quantidade presente na atmosfera. Ao inserirmos a

ponta de medição no queimador de mistura o analisador passa a medir a quantidade de O2 que

sobrou da queima.

13

3.5. VOLTÍMETRO

Os voltímetros utilizados foram modelos comuns, Minipa ET-2055 e Minipa ET-2030A,

isso devido à falta de equipamentos mais precisos.

(a) (b)

Figura 3.8 – Os voltímetros utilizados: (a) ET-2055, (b) ET-2030A.

Com os voltímetros mostrados na figura 3.8 foram executadas as medidas e levantados os

dados do sensor.

O voltímetro ET-2055 tem um display de 3 ¾ dígitos com mudança de faixa automática. A

faixa utilizada foi de 400mV, que tem uma resolução de 0,1 mV e precisão de ±0,5%+4D.

O voltímetro ET-2030A tem um display de 3 ½ dígitos. A faixa utilizada foi de 2 V, que tem

uma resolução de 1 mV e precisão de ±0,5%+1D.

14

4. TESTES DO SENSOR

Com a utilização do gerador de mistura vários patamares do percentual de oxigênio foram

controlados, as tabelas, a seguir, demonstram que a mistura foi queimada e medida.

Através do controle da mistura surgiu o procedimento para executar as medições no

queimador de mistura.

Durante a queima é inserida a ponteira de medição do analisador de oxigênio no duto de

escape dos gases resultantes da queima para fazer a medição, com o auxílio da válvula de ajuste de

ar (8), demonstrada no diagrama da figura 4.1, o percentual de oxigênio é ajustado até o patamar

exigido. Após atingir o patamar esperado os ajustes na válvula (8) são interrompidos. Espera-se a

medida do analisador se estabilizar por um minuto em seguida é medido a tensão gerada nos

terminais do sensor lambda com auxílio do multímetro e os valores anotados serão mostrados nas

tabelas a seguir.

Figura 4.1 – Esquema utilizado no procedimento de medição.

Os patamares de excesso de oxigênio começam em 10% e variam de 0,5%, até ao patamar

de 2,5% de excesso de oxigênio.

O gás utilizado no processo de queima como combustível foi o propano.

15

4.1. SENSOR 1

4.1.1. Medidas realizadas do Sensor 1 com o voltímetro ET-2055

Tabela 4.1. Medidas realizadas do sensor 1 com o voltímetro ET-2055.

Oxigênio (%) Valores em mV 10 -3,5 9,5 -3,2 9 -2,7 8,5 -1 8 1,5 7,5 3,1 7 4,6 6,5 6,4 6 8,3 5,5 10,7 5 13,4 4,5 15,7 4 20,6 3,5 24,5 3 27,8 2,5 29,8

Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2055.

(a) (b)

Figura 4.2 – Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2055 (a) Linear e (b) Log na base 2.

As medidas negativas não são plotadas no gráfico (b).

16

4.1.2. Medidas realizadas do Sensor 1 com o voltímetro ET-2030A

Tabela 4.2. Medidas realizadas do sensor 1 com o voltímetro ET-2030A

Oxigênio (%) Valores em mV 10 -3,5 9,5 -3,3 9 -2,5 8,5 1 8 1,5 7,5 3,2 7 4,7 6,5 6,6 6 8,5 5,5 10,9 5 13,6 4,5 16 4 18,8 3,5 25 3 28,1 2,5 30,4

Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2030A.

(a) (b)

Figura 4.3 – Curvas do sensor 1 com o voltímetro ET-2030A (a) Linear e (b) Log na base 2.


17

4.2. SENSOR 2



Oxigênio (%) Valores em mV 10 -2,6 9,5 -0,1 9 1 8,5 3,8 8 5,4 7,5 7,5 7 9,2 6,5 12,1 6 13,1 5,5 14,9 5 17,8 4,5 19,7 4 22,9 3,5 25,6 3 27,9 2,5 32,5


(a) (b)



18


Tabela 4.4. Medidas realizadas do sensor 2 com o voltímetro ET-2030A.

Oxigênio (%) Valores em mV 10 -2,8 9,5 -0,1 9 1,1 8,5 3,8 8 5,2 7,5 7,5 7 9,3 6,5 12,4 6 13,6 5,5 15,3 5 18,3 4,5 20,1 4 23,5 3,5 26,1 3 28,5 2,5 32,6


(a) (b)



19

4.3. SENSOR 3



Oxigênio (%) Valores em mV Medida com offset de 34,2 mV 10 -34,2 0 9,5 -33,5 0,7 9 -32,2 2 8,5 -31,2 3 8 -30,6 3,6 7,5 -29,6 4,6 7 -28,3 5,9 6,5 -26,4 7,8 6 -23,9 10,3 5,5 -21 13,2 5 -18,2 16 4,5 -14,8 19,4 4 -11,6 22,6 3,5 -8,6 25,6 3 -6,2 28 2,5 -2,1 32,1


(a) (b)


Foi calculado um offset para a plotagem do gráfico (b) demonstrado na tabela 4.5.

20


Tabela 4.6. Medidas realizadas do sensor 3 com o voltímetro ET-2030A.

Oxigênio (%) Valores em mV Medida com offset de 34,9 mV 10 -34,9 0 9,5 -33,6 1,3 9 -33,1 1,8 8,5 -32,2 2,7 8 -31 3,9 7,5 -29,9 5 7 -28,6 6,3 6,5 -26,7 8,2 6 -23,9 11 5,5 -20,7 14,2 5 -17,9 17 4,5 -15,1 19,8 4 -11,7 23,2 3,5 -8,7 26,2 3 -6,2 28,7 2,5 -2,6 32,3


(a) (b)


Foi calculado um offset para a plotagem do gráfico (b) demonstrado na tabela 4.6.

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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste trabalho foram realizados estudos sobre o sensor de oxigênio utilizado no carro,

visando comprovar a possibilidade da utilização em controle de queima em ambiente industrial.

Verificou-se nos testes realizados que os sensores utilizados geram uma tensão muito baixa.

Uma das possíveis causas pode ser devido a pressão que o sensor trabalha no escape do carro

(pressão alta) ser muito diferente da pressão utilizada nos testes que fica em torno de 100mmH2O

(pressão muito baixa medida com uma coluna d’água na entrada do queimador), outro fator que

pode contribuir é que, no carro, o sensor tem uma constante troca do ar de referência e nos testes o

sensor fica estático não possibilitando essa troca.

As pretensões futuras deste trabalho serão as realizações de novos testes como o de

repetibilidade e uma melhor análise dos dados que foram gerados. A fim de se chegar em uma

conclusão concreta.

Neste trabalho foram realizados estudos sobre o sensor de oxigênio utilizado no carro,

visando comprovar a possibilidade de utilização em controle de queima em ambiente industrial.

22

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] Thomazini, D. e Albuquerque P.U.B “Sensores Industriais fundamentos e aplicações” Editora

Érica 2ª edição.

[2] Artigo “Oxygen Sensor” da Service Tech Magazine de maio de 2001 retirado do site

http://wbo2.com Ultimo acesso 01/12/2007

[3] Combustão http://www.gasnet.com.br/gasnet_br/oque_gn/combust_completo.asp Ultimo acesso

01/12/2007

[4] Como o sensor trabalha no site http://wbo2.com Ultimo acesso 01/12/2007

[5] Informações sobre o controlador de chama IFS 244

http://www.kromschroeder.de/index.php?id=7&L=1 Ultimo acesso 01/12/2007

[6] Informações sobre os multímetros www.minipa.com.br Ultimo acesso 16/12/2007

[7] Informações sobre o analisador de oxigênio http://www.telegangas.co.uk/sprint_2000XT.html

Ultimo acesso 16/12/2007

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