C7035A
Departamento de Engenharia Elétrica
Análise do detector ultravioleta de chama Honeywell C7035A
| Trabalho referente à disciplina TE149 - Instrumentação Eletrônica sobre o sensor Honeywell C7035A, realizado pelo aluno Guilherme Nascimento de Lira sob a orientação do Prof. Eduardo Parente Ribeiro. |
1 INTRODUÇÃO
Todas as chamas emitem radiação ultravioleta, invisível ao olho humano mas que pode ser detectada com instrumentos. Sensores de chama têm por princípio básico a detecção das radiações eletromagnéticas emitidas por chamas, sendo estas as infravermelhas (comprimento de onda acima de 700 nm) e/ou ultravioletas (até 300 nm)1. Neste trabalho, será analisado o sensor Honeywell C7035A, que detecta radiação ultravioleta por meio de uma fotocélula.
2 ESPECIFICAÇÕES
O modelo C7035A possui ainda uma sub-classificação de quatro dígitos quanto a alguns itens como o comprimento do cabo de conexão elétrica. O objeto da análise neste trabalho é, mais especificamente, o C7035A 1023 (Figura 1).
Figura 1 - Fotografia do sensor C7035A 1023
O produto consiste de um tubo removível contendo a fotocélula, um módulo com colar de acoplamento, um par de cabos para conexão elétrica e uma capa metálica protetora para o tubo. De acordo com o manual do produto, seus dados são explicitados como na Tabela 1.
| Item | Descrição |
| Faixa de operação de temperatura ambiente | De 0° F a 250° F (-18° C a 121° C) ou de -40° F a 250° F (-40° C a 121° C) para outros modelos. |
| Pressão máxima suportada | 5 psi (34,5 kPa) |
| Montagem | Colar com acoplamento NPSM 1-11-1/2 para tubulação de 1" |
| Conexões elétricas | Dois cabos de 6' (1,83 m), de código de cores NEC Class 1 operantes até 600° F (204° C); a traseira do detector tem acoplamento 1/2-14 NPSM para conexão com conduite |
Tendo em mãos o produto em si, nota-se uma divergência quanto à temperatura máxima suportada pelos cabos. Segundo o manual, seriam de 600° F (204° C), enquanto a inscrição nos seus cabos indica "Bremen Insulated Wire Inc. AWM 150° C 600 volt."
Algumas outras especificações, não divulgadas no manual do fabricante, puderam ser encontradas no website de uma empresa japonesa de automação industrial que trabalha com este produto. Tais especificações estão descritas na Tabela 2.
| Item |
Descrição |
| Máxima corrente |
10 mAdc |
| Consumo de potência máximo |
250 mW |
| Umidade ambiente relativa máxima |
90% a 40° C |
| Massa |
150 g |
| Resistência mínima |
50 Mohm |
| Resistência máxima à vibração | 5 m/s2 de 10 a 60 Hz nas direções x, y e z |
O C7035A deve ser utilizado com módulos de amplificação de sinal Honeywell, e suas características estão dispostas na Figura 2.
Figura 2 - Características de sinal de chama de acordo com os amplificadores Honeywell2
A Figura 3 abaixo mostra as dimensões do detector C7035A.
Figura 3 - Dimensões do C7035A2
O C7035A tem expectativa de vida de 40.000 horas de uso contínuo dentro das faixas adequadas de temperatura e tensão elétrica, devendo ser usado em queimadores que proporcionem ciclos de presença e ausência de chama periodicamente, caso contrário devem ser checados periodicamente para garantir pleno funcionamento. Os padrões industriais recomendam checagens com métodos de cycling on/off ou manutenção periódica, variando entre uma vez a cada 10 segundos e uma vez a cada semana, dependendo do padrão utilizado e das necessidades da aplicação. Recomenda-se, também, consultar o fabricante do equipamento queimador ou as regulamentações governamentais aplicáveis à frequência em que as checagens devem ocorrer2.
3 APLICAÇÕES
O detector ultravioleta de chama Honeywell C7035A é destinado a ser utilizado em câmaras de combustão, em conjunto com controladores de segurança e amplificadores de sinal Honeywell R7249A, R7290, R7749B e R7849A,B para proporcionar supervisão de chama para gás, óleo ou queimadores combinados de gás-oleo2.
Em linhas gerais, os requerimentos básicos para instalação do C7035A são2:
- O detector deve estar posicionado de frente à chama diretamente por uma linha reta
- O detector não deve ser exposto a outras fontes de radiação ultravioleta, como faíscas de ignição e refratários aquecidos acima de 2800° F (1371° C). Outras fontes de radiação que podem ser indesejavelmente detectadas pelo C7035A são raios-gama e raios-X, causados por analisadores de difração, microscópios eletrônicos, máquinas de radiografia por raio-X e condensadores de alta tensão. Caso a resposta a faíscas de ignição não seja possível de ser evitada, o controlador Honeywell Q624A Solid-State Ignition Transformer pode eliminar essa influência, ativando alternadamente a faísca e o detector.
Pela necessidade do detector "enxergar" a chama, é recomendado posicionar o detector o mais próximo do local de chama possível enquanto o posicionamento físico e restrições de temperatura permitirem2.
4 CONCLUSÃO
O sensor Honeywell C7035A mostra-se eficiente para supervisão de chama em uma aplicação de reforma de gás natural em um queimador dentro de uma planta de células a combustível, na qual o autor desta análise trabalha. No entanto, do ponto de vista de projeto, sua documentação falha em especificar dados essenciais do produto, como a faixa espectral de entrada, o consumo de potência e a umidade relativa máxima à qual o sensor pode operar confiavelmente. Alguns desses dados puderam ser obtidos da internet, porém, em um manual não-oficial de uso fornecido pela empresa japonesa Yamatake Corporation.
O C7035A deve ser utilizado com módulos de amplificação de sinal, que proporcionam características de operação observadas na Figura 2.
Tendo acompanhado o sensor em operação, deve ser salientado que, em alguns casos, pode haver acúmulo de resíduos sólidos e fluidos indesejáveis na capa protetora do tubo. Para solucionar tal problema pode ser feito um corte na base do metal, de maneira que os resíduos não permaneçam no sensor e não interfiram no bom funcionamento do dispositivo.
O produto aparenta ter boa aceitação de mercado, sendo que pôde ser encontrado no Brasil em março de 2009 pela importadora Inmar (http://www.inmar.com.br/) por R$ 730.
5 REFERÊNCIAS
[1] Karner, Don; Francfort, James. Arizona Public Service — Alternative Fuel (Hydrogen) Pilot Plant Design Report. U.S. Department of Energy FreedomCAR & Vehicle Technologies Program, Appendix F. Disponível em: http://avt.inel.gov/pdf/hydrogen/h2station_appendixf.pdf. Acesso em: 22 de março de 2009.
[2] C7027A, C7035A, C7044A, C7297A Minipeeper Ultraviolet Flame Detectors Product Data. Honeywell International Inc. Disponível em: http://www.honeywell.com.pl/pdf/automatyka_domow/palniki_do_kotlow/golden/Czujniki%20UV/C7027_35_44.pdf
[3] C7035A Compact Ultraviolet Flame Detector User's Manual. Yamatake Corporation. Disponível em: http://www.yamatake.com/products/bi/cp/manual/cp-um-1142e-01.pdf. Acesso em: 22 de março de 2009.