Comprensión del Keyphasor
A Keyphasor es el nombre comercial de Bently Nevada para un sensor que proporciona una referencia de temporización por revolución desde un eje giratorio. Aunque “Keyphasor” es una marca registrada, el término se usa de forma genérica en toda la industria para cualquier transductor de referencia de fase equivalente o tacómetro. El sensor suele ser una sonda de corriente de Foucault sonda de proximidad apuntada a una única característica distintiva en el eje: un cuñero, una muesca, un orificio perforado o una zona plana. Cada vez que esa característica pasa frente a la punta de la sonda, el voltaje de salida produce un pulso nítido y repetitivo que marca la posición rotacional exacta del eje en ese instante.
1. Definición: ¿Qué es un Keyphasor?
Funcionalmente, el pulso del Keyphasor es idéntico a la señal de un tacómetro óptico que dispara sobre cinta reflectante; la diferencia radica principalmente en la tecnología de detección y en el hecho de que un Keyphasor de sonda de proximidad suele ser un componente fijo en una máquina crítica. Lo importante es la información que transporta el pulso: define t = 0 para cada revolución, proporcionando al analizador una referencia angular fija contra la cual se puede sincronizar cada muestra de vibración. Esa única referencia es lo que distingue una traza de vibración cruda de un registro de diagnóstico completamente interpretable.
2. ¿Por qué es esencial la señal del Keyphasor?
Después de la propia señal de vibración, el Keyphasor es, sin duda, la señal más valiosa en el diagnóstico avanzado de rotores. Desbloquea varias capacidades que simplemente son imposibles con datos de amplitud por sí solos.
Medición de fase
La función principal del Keyphasor es permitir la medición de fase — la relación de temporización entre el pulso y el pico de la vibración a 1× (velocidad de funcionamiento) vibración. Este ángulo de fase es la fase de respuesta del rotor relativa al pulso: no apunta directamente al punto pesado (desbalance), porque la respuesta se retrasa respecto al punto pesado en una cantidad que depende de qué tan cerca esté la velocidad de operación de una resonancia (desde cerca de 0° muy por debajo de ella, pasando por 90° en ella, hasta cerca de 180° por encima de ella), más los retrasos de instrumentación. Por lo tanto, el ángulo de corrección se deriva con el método de coeficientes de influencia (peso de prueba), y una lectura de fase repetible es indispensable para:
- Balanceo: cada procedimiento de balanceo, en una máquina o en el campo, se basa en datos de amplitud y fase para decidir dónde agregar o retirar un peso de corrección.
- Diagnóstico de fallas: fallas como desalineación o un eje curvado presentan firmas de fase características que se utilizan para confirmar el diagnóstico.
Si necesitan combinar o resolver vectores de vibración a mano mientras interpretan estas lecturas, nuestra Calculadora de ángulo de fase de vibración se encarga de la trigonometría.
Medición precisa de la velocidad
Al medir el intervalo entre pulsos, el analizador deriva una velocidad rotacional (RPM) altamente precisa, fundamental para relacionar las frecuencias de vibración con el movimiento real del eje y para separar los componentes relacionados con el eje de todo lo demás.
Análisis de órdenes
Usar el Keyphasor como referencia de temporización permite que un analizador de vibraciones realice análisis de órdenes. En lugar de un espectro con un eje de frecuencia (Hz), el analizador muestra un espectro basado en órdenes, donde una “orden” es un múltiplo de la velocidad de operación (1×, 2×, 3× y así sucesivamente). Esto es invaluable en máquinas de velocidad variable, porque un pico de orden —el pico de desbalance a 1×, por ejemplo— permanece fijo en la gráfica incluso cuando cambia la RPM, lo que facilita mucho el seguimiento de tendencias y patrones.
Generación avanzada de gráficas
La señal del Keyphasor es un requisito previo para las gráficas de diagnóstico más potentes en el análisis de vibraciones:
- Gráficas de Bode: amplitud y fase en función de la velocidad, utilizadas para identificar velocidades críticas durante el arranque y el paro.
- Gráficas polares: otra vista de los datos de arranque/paro por inercia, que rastrea la magnitud y la fase del vector de vibración como una sola curva.
- Gráficas de órbita: construido a partir de un par de sondas de proximidad X-Y, con el pulso del Keyphasor colocando un punto de borrado en la órbita que revela la dirección de la precesión del eje y ayuda a diagnosticar problemas como oil whirl o un grieta en el eje.
3. Instalación y configuración
La instalación correcta es crítica. La sonda debe montarse de forma rígida y apuntar a un único evento limpio y distintivo en el eje: múltiples características o una segunda marca reflectante provocan un disparo doble y una RPM falsamente duplicada. La holgura entre la punta de la sonda y el eje debe ajustarse dentro del rango lineal, y la salida de voltaje debe configurarse para que el sistema de adquisición de datos dispare sobre un flanco limpio y nítido en cada revolución. Un pulso débil, ruidoso o intermitente corrompe la fase y socava cada cálculo posterior, por lo que verificar la calidad del pulso es un tiempo bien invertido antes de una sesión de balanceo.
4. El Keyphasor en el trabajo de campo práctico
En turbomáquinas instrumentadas de forma permanente, el Keyphasor es un canal fijo de sonda de proximidad cableado al sistema de monitoreo junto con su compañero sondas de corriente de Foucault. En máquinas de propósito general que no cuentan con dicha instrumentación, un analizador portátil lleva la misma referencia por revolución al trabajo con un tacómetro óptico que dispara sobre una tira de cinta reflectante. El Balanset-1A de dos canales funciona de esta manera: su pulso de tacómetro proporciona la referencia de fase que el software necesita para calcular la masa y el ángulo de cada peso de balanceo y para verificar el desbalance residual después de la corrección. Ya sea que el pulso provenga de un Keyphasor integrado o de un sensor óptico de clip, esa marca de temporización es la columna vertebral de todo el flujo de trabajo de balanceo y diagnóstico.
