Tecnologia piezoelétrica de quartzo: a solução de eleição para os sistemas de Peso Dinâmico (WIM)

Benefits of quartz piezoelectric technology for Weigh In Motion (WIM) systems

Existem duas abordagens consolidadas para medir a força: a tecnologia de sensores piezoelétricos de quartzo e o método de extensometria. Para medições dinâmicas de força (quando as forças a medir se movem ou mudam muito rapidamente), a tecnologia piezoelétrica de quartzo mostra vantagens inigualáveis. As aplicações de Peso Dinâmico são um bom exemplo: veículos que passam por cima dos sensores a velocidades de 100 km/h ou mais geram impactos de força muito rápidos, e o sensor pode ser exposto a cargas de várias toneladas numa questão de milissegundos. Esta é apenas uma das muitas razões que provam que a tecnologia piezoelétrica de quartzo oferece vantagens muito maiores do que o método de extensometria. Que razões específicas justificam a preferência pela tecnologia piezoelétrica de quartzo em vez dos extensómetros num sistema de WIM?

Shallow installation depth of quartz PE sensors in Kistler Weigh In Motion (WIM) system.

Profundidade de instalação na estrada

Para aplicações de Peso Dinâmico, os sensores piezoelétricos de quartzo são menos complexos na conceção do que os extensómetros – por isso, são mais pequenos e mais compactos. Assim, reduz-se o esforço necessário para os instalar sob a superfície da autoestrada: podem ser instalados no pavimento da estrada a uma profundidade de apenas 55 mm (2,17 in), pelo que os trabalhos geralmente podem ser concluídos em um ou dois dias, com o mínimo de interrupção do tráfego. As dimensões dos extensómetros, por outro lado, têm de ser aumentadas a fim de diminuir as tensões – e, como o Departamento de Transportes dos EUA assinala no seu “Weigh-In-Motion Pocket Guide”: “A instalação de um sensor de faixa de extensómetro recomenda atualmente o corte de canais de 3 polegadas de profundidade (= 76 mm) no pavimento. Esta exigência de instalação limita a aplicabilidade dos sensores de extensometria em pavimentos finos.” A Kistler também oferece um novo serviço – a SRA (Análise Estrutural de Estradas) – para ajudar os clientes a identificar e qualificar os locais mais adequados para a instalação dos seus sistemas de WIM: Saiba mais aqui.

Quartz piezoelectric sensors in the Weigh In Motion (WIM) system from Kistler are durable and robust.

Durabilidade e robustez

Os sensores piezoelétricos de quartzo têm uma duração comprovada de mais de cinco anos. Nos EUA, onde a tecnologia de WIM da Kistler está presente em 43 estados, os primeiros sensores de PE de quartzo foram instalados em 2003 – e o sistema continua a funcionar com os mesmos sensores até hoje! Tempos de vida útil de dez ou mais anos não são invulgares, pelo que existe uma vasta experiência para comprovar que os sensores piezoelétricos de quartzo oferecem aos nossos clientes uma excelente relação qualidade/preço. Também dispõem de proteção contra sobrecarga. A estrutura de um único sensor é capaz de suportar cargas por eixo de 30 toneladas ou mais durante curtos períodos. Pelo contrário, o ponto de rendimento/limite elástico dos metais (como o constantan) – utilizados nos extensómetros – não pode ser prolongado até ao infinito, e esta é uma das várias razões pelas quais são afetados pela fadiga e os seus tempos de vida são limitados.

The quartz PE technology in Weigh In Motion (WIM) systems from Kistler offers a wide measuring range.

Ampla gama de medição

Provavelmente a vantagem mais conhecida da tecnologia dos sensores piezoelétricos de quartzo é a sua vasta gama de medição. Por outras palavras, a sensibilidade consistente da tecnologia piezoelétrica de quartzo significa que camiões, carros e até bicicletas que passam pelo local de WIM terão o seu peso medido e registado com igual precisão. Muitos materiais piezoelétricos apresentam um elevado módulo de elasticidade; os elementos sensores de PE de quartzo apresentam uma deflexão quase nula, e os sensores beneficiam de uma frequência natural extremamente elevada e uma excelente linearidade numa vasta gama de amplitude. A tecnologia piezoelétrica de quartzo também é indiferente aos campos eletromagnéticos e à radiação. Os extensómetros só conseguem atingir gamas de medição e desempenho comparáveis se for implementado um desenho muito mais complicado – por isso, as células de carga deste tipo são pesadas e difíceis de manusear. E, embora os extensómetros tenham um bom desempenho na extremidade máxima da escala de peso, a sua eficiência diminui drasticamente nos veículos mais leves. Consulte: Folha de dados do sensor de quartzo Lineas.

Kistler Weigh In Motion (WIM) systems based on quartz PE technology are made in Switzerland.

Processo de produção totalmente controlado

Como fornecedor líder de tecnologia de medição piezoelétrica de quartzo, temos o controlo total de todo o processo de fabrico na nossa sede Suíça. Os cristais em forma de disco, do tamanho de uma lente de contacto, são instalados em todo o comprimento do sensor. Aliás, a Kistler até dispõe das suas próprias instalações para o cultivo de cristais segundo uma fórmula proprietária. O equipamento de produção de ponta, operado por especialistas altamente qualificados, garante que as potenciais fontes de falhas são excluídas o mais cedo possível. As inspeções finais aprofundadas incluem uma verificação de estanqueidade e vários testes de funcionalidade; a sensibilidade uniforme em todo o comprimento do sensor é verificada no sistema de calibração. Mais de 50 000 sensores Lineas para Peso Dinâmico (WIM) já foram fabricados internamente e enviados da nossa fábrica em Winterthur, na Suíça. Os sistemas baseados nos sensores Lineas têm estabelecido padrões de referência globais para precisão, fiabilidade, vida útil e facilidade de utilização. Saiba mais sobre a nossa produção de sensores.

Kistler provides value-added service for its Weigh In Motion (WIM) systems worldwide.

Assistência e manutenção global

A Kistler dispõe de uma carteira de serviços de valor agregado para melhorar a utilização e a vida útil dos sistemas de WIM baseados na tecnologia piezoelétrica de quartzo. O nosso objetivo: uma experiência de utilizador descontraída ao longo de toda a vida útil de cada instalação de WIM. Prestamos assistência para determinar a melhor localização para a instalação do sistema, bem como formação e certificação para que o próprio quadro de pessoal do cliente possa executar instalações de alta qualidade. Os nossos serviços também incluem calibração e otimização para assegurar a máxima precisão, e extensões de garantia de até cinco anos para garantir que o sistema funciona de forma fiável pelo mínimo custo de propriedade. Instalações piezoelétricas de quartzo em mais de 50 países, em todos os continentes, provam que conseguimos fornecer apoio local a integradores de sistemas autorizados por governos ou operadores rodoviários. Com presença em mais de 60 países, a Kistler está perfeitamente posicionada para fornecer apoio à instalação no local e serviços adicionais para a Peso Dinâmico, em todo o mundo. Descubra os nossos serviços de WIM.

A tecnologia de medição para o sector do tráfego e dos transportes da Kistler ajuda a melhorar a segurança rodoviária e ferroviária.

Produtos para o setor dos transportes

Saiba mais sobre a nossa tecnologia piezoelétrica de quartzo