Melhoramento de sensores magnetostrictivos de deformação
Resumen
Fitas magnéticas amorfas vêm demonstrando uma ampla variedade de aplicações sensoriais devido às suas propriedades magnéticas. A capacidade de serem interrogadas remotamente permite sua aplicação em locais onde limitações físicas impedem o uso de sensores com conexões cabeadas. A capacidade de adquirirem uma anisotropia magnética transversal através de tratamentos térmicos, sob campo magnético e/ou tensão, é o que torna esses materiais atraentes para a aplicação em sensores magnetostrictivos de deformação com acesso remoto. Os materiais avaliados neste trabalho, Metglas 2826MB3, Yeke 1k501, Yeke 1k501a, Vitrovac 7600, Vitroperm 800 e as fitas de EAS Tags, apresentavam curvas de magnetização características de materiais que não possuem uma anisotropia magnética transversal. Isto serviu de motivação para a realização de tratamentos termomagnéticos. Os tratamentos foram realizados sob campo magnético transversal de aproximadamente 500 Oe e nas temperaturas de 235, 275, 315 e 350˚C por tempos de 15, 30 e 60 minutos, com um forno construído em laboratório. Isto resultou em melhorias consideráveis na forma de suas curvas ΔE, tornando-as mais assimétricas e aumentando as variações de frequência que estes materiais podem apresentar. Os tratamentos resultaram também em curvas M-H lineares, susceptibilidade magnética constante até a saturação. Foi construída uma bancada para aplicação de tensões de até 30 MPa nas amostras. A maior assimetria das curvas ΔE para o par ressonador e transdutor (partes componentes do sensor de deformação) permitiu maior resposta de variação de frequência de ressonância do sensor durante testes de tração. No melhor dos casos, uma variação de frequência superior a 5 kHz foi detectada para deformações de aproximadamente 260 ppm, ao se utilizar um par ressonador e transdutor de Metglas 2826MB3 tratados termomagneticamente. Medindo-se as curvas ΔE de uma fita de Metglas 2826MB3, tratada, sobre substratos de aço 1010, material magneticamente mole, observou-se que as mesmas ainda estavam presentes. Porém, apresentam sua forma alterada devido à interação com aço. Simulações realizadas com o software FEMM, auxiliaram na compreensão de fenômenos ocorridos nos testes de deformação e na interação entre a fita e os substratos magnéticos moles.