Uma análise da relação custo-benefício dos sistemas de tecnologia óptica da HBM

A tecnologia óptica está se tornando cada vez mais popular para muitas aplicações e oferece vantagens cada vez maiores à medida que a tecnologia evolui.

Os sensores e interrogadores FBG (Fiber Bragg Grating) fornecem medições altamente precisas:

  • Para longas distâncias (na ordem de km) ou cenários de aplicação muito específicos (por exemplo, campos magnéticos altos, EMI/RFI intenso, risco de explosão, etc.).
  • Para um grande número de tipos diferentes de sensores conectados a uma única fibra óptica, reduzindo a complexidade da rede e da instalação.
  • Em locais de difícil acesso e pontos de medição devido ao pequeno tamanho e peso da fibra.

Ao comparar sensores e sistemas de aquisição de dados, com base em tecnologias ópticas ou convencionais, os preços dos componentes são mais altos. No entanto, se você olhar para a solução completa, descobrirá que a tecnologia óptica pode realmente ser econômica.

Os sensores ópticos, em particular os sensores FBG, também são uma boa opção em termos de custo-benefício. À primeira vista, pode ser difícil de acreditar, mas dê uma segunda olhada e veja como um sistema de tecnologia óptica pode economizar dinheiro.

A cadeia de medição óptica do sensor ao software

Os sensores e interrogadores ópticos da HBM são estáveis e confiáveis durante todo o seu ciclo de vida.

Os interrogadores oferecem uma alta densidade de canais, possibilitando vários sensores na mesma linha. Isso reduz o comprimento e a complexidade do cabo e simplifica a instalação.

Como a HBM oferece toda a cadeia de medição, incluindo sensores, o sistema DAQ, software e acessórios, também possui uma visão geral completa dos custos envolvidos. Vamos dar uma olhada no custo de componentes únicos, bem como no impacto no custo do sistema geral.


1. Sensores ópticos

Em termos de preço dos sensores, os sistemas ópticos tendem a ser mais caros que os sensores convencionais. Portanto, um sistema óptico com uma alta quantidade de sensores será mais caro. 

Por que os sensores ópticos são mais caros? As vantagens incluem:

  • Imunidade à interferência de ruído eletromagnético (EMI)
  • Adequado para atmosferas altamente explosivas e outras condições adversas
  • Estabilidade de sinal a longo prazo (sem desvio) com uma referência zero absoluta
  • Multiplexando muitos e/ou sensores para grandezas diferentes em uma única fibra
  • Mais fino e leve em comparação com o cabo de cobre

2. Sistema DAQ

Um sistema de medição óptica também precisa de um sistema de aquisição de dados.

Novamente, o custo unitário de um sistema de aquisição de dados óptico da HBM é mais caro que um sistema convencional. No entanto, um único dispositivo óptico pode medir um número maior de sensores que um dispositivo convencional. Com a tecnologia óptica, você só precisa de um novo dispositivo para um número maior de sensores, o que significa que, em algum momento, a solução óptica se torna igualmente econômica.

Portanto, em vez de comprar vários dispositivos de aquisição de dados para conectar um grande número de sensores, você já possui uma alta densidade de canais para conectar sensores, evitando a necessidade de investir em vários dispositivos para aquisição de dados.

3. Acessórios

Acessórios, incluindo cabos, protetores, etc., são necessários para manter todos os elementos de um sistema de medição conectados e o sistema em funcionamento.

Como a fibra óptica é mais barata que os fios de cobre, a vantagem de custo é clara. Os comprimentos dos cabos também são otimizados devido ao caráter de multiplexação dos sensores de fibra óptica.

4. Instalação do sistema

A instalação também desempenha um papel importante no custo total. O tempo de instalação aumenta com o número de pontos de medição e tempo é dinheiro. São necessários técnicos, transporte, acomodação etc., portanto, se você comparar a instalação de sensores ópticos com sensores elétricos, existe um investimento potencial de 'configuração' que é maior com o sistema óptico. No entanto, à medida que o número de sensores aumenta, o sistema óptico se torna mais atraente, pois a instalação de sensores individuais é mais rápida e a implantação de cabos é mais simples.

Portanto, se você observar o ponto de equilíbrio, a solução óptica rapidamente se tornará a opção mais econômica.

No entanto, para sistemas com baixa quantidade de sensores, a solução óptica é um pouco mais cara. Mas com um número crescente de sensores, isso muda rapidamente.

5. Aplicações especiais

A competitividade de um sistema óptico torna-se real para aplicações 'especiais' onde são necessários proteção ou cuidados extras, por exemplo, sistemas instalados em áreas ATEX ou offshore. Existem soluções convencionais e ópticas disponíveis para uso em tais ambientes, mas o uso de um sistema convencional exigiria mais esforço devido às características dos materiais utilizados.

Levando isso em consideração, a origem do ponto de equilíbrio se aproxima da origem do gráfico. Novamente, vemos que, para aplicações especiais, a tecnologia óptica pode ser econômica, mesmo para uma baixa quantidade de sensores.


O conceito híbrido - Obtendo o melhor dos dois mundos

Nenhuma tecnologia resolve todos os problemas e desafios de maneira igualmente perfeita. Portanto, um conceito híbrido, combinando tecnologia óptica e convencional, é a melhor solução e a HBM é um dos poucos fornecedores no mercado a oferecer um.

O novo interrogador óptico QuantumX MXFS BraggMETER possui uma função importante em relação às medições híbridas. Como parte da família QuantumX, traz tecnologias ópticas e elétricas para a mesma plataforma, ou seja, o mesmo software, todos os dados coletados simultaneamente e equipamentos sincronizados, possibilitando aos engenheiros a escolha da melhor solução disponível para cada medição.

O módulo MXFS faz parte da família QuantumX, facilitando sua integração na cadeia de medição elétrica. Conexões via Ethernet, FireWire ou Backplane estão disponíveis para transferir sinais. Os dados podem ser transformados como sinais analógicos ou CAN.

Todos os módulos QuantumX, incluindo MXFS, são compatíveis com o software catman, facilitando a análise. Não é necessário um conhecimento aprofundado da tecnologia óptica para entender a saída.

Conclusão: Vale a pena considerar um sistema de tecnologia óptica?

À primeira vista, a tecnologia óptica parece ser mais cara que as tecnologias convencionais.

No entanto, depois de levar em consideração todos os elementos que compõem um sistema completo, além do custo total de propriedade, esse não é mais o caso de sistemas com uma quantidade de sensores média a alta.

A tecnologia óptica também é atraente para aplicações com baixa quantidade de sensores em ambientes extremos, onde as características ópticas apresentam menos problemas e exigem menos proteção.


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