sensor magnetoelástico - Encontro de Jovens Pesquisadores
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sensor magnetoelástico - Encontro de Jovens Pesquisadores
SENSOR MAGNETO-ELÁSTICO DE ALTA SENSIBILIDADE A. Souza 1,2,3, C. Tormes 1, F. P. Missell1,2 (1) Centro de Ciências Exatas e Tecnologia, Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS, Brasil (2) CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (3) PIBIC-CNPq – Bolsista de Iniciação Científica/Universidade de Caxias do Sul, Caxias do Sul, RS, Brasil. Introdução f vs. L - Metglas 2826 - t=15μm A utilização de sensores para detecção de variações de propriedades físicas, reações químicas e microbiológicas de forma instantânea, tem se tornado cada vez mais usual [1]. O sensor magneto-elástico proposto pode ser acessado remotamente. Frequência (kHz) 10000 1000 100 10 Experimento 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Comprimento (cm) O sensor é uma tira de liga amorfa Metglas 2826 MB3 com composição Fe40Ni40P14B6. [2] Sua frequência de ressonância depende de seu comprimento L. Trabalhamos com L = 30 mm, que fica dentro da faixa de trabalho dos equipamentos atuais disponíveis. O corte foi feito à laser. Para excitar o sensor, é utilizado um amplificador sintonizado (lock-in) Modelo 830 da Stanford Research Systems, como gerador de onde senoidal, alimentando uma bobina de Helmholtz. Uma segunda bobina de Helmholtz é alimentada por uma fonte DC. Uma terceira bobina, pick-up, se encontra com orientação perpendicular às duas anteriores, para desacoplamento do campo magnético das bobinas DC e AC, não interferindo no sinal produzido pelo sensor. O sensor é excitado pela bobina AC. A bobina DC é utilizada para minimizar o campo desmagnetizante do sensor magneto-elástico. A aquisições é por uma interface criada no software LabView. O programa controla o lock-in para realizar uma varredura de frequência dentre a faixa de operação de 0 - 102kHz e gera um gráfico de amplitude vs. frequência. Curva de Bigot: variação da retração de secagem em função da água de conformação. Sistema de bobina de Helmholtz utilizadas para excitar o sensor. Sensor magnetomagneto-elástico para análise de cerâmicos O sistema cerâmico a ser estudado é um pó de óxido de alumina (Al2O3), com tamanho médio de partícula (d50 = 0,3 µm) em três arranjos diferentes: floculado, disperso e coagulado. O conjunto bolo/fita será monitorado em ambiente com temperatura e umidade controlados. O estudo analisará as curvas de amplitude vs. frequência de ressonância f, para obter a frequência vs tempo de secagem. Gráfico de amplitude vs. Frequência, no instante da resposta de ressonância do sensor ( ~ 72,4 kHz). REFERENCIAS: Conclusão Foi construído um sistema de bobinas de Helmholtz para medir a frequência de ressonância de sensores. As bobinas de Helmholtz oferecem melhor acessibilidade e aplicabilidade. (1) C. A. Grimes, S. C. Roy, S. Rani, Q. Cai “Theory, Instrumentation and Applications of Magnetoelastic Resonance Sensors: A Review” Sensors 11 (2011) 2809-2844. (2) J. D. Livingston, “Magnetomechanical properties of amorphous metals”, Phys. Stat. Sol. A 70 (1982) 591-596. Apoio CNPq, SCIT/RS e FAPERGS