Transductores: Los sensores del análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es un transductor?

En el contexto del análisis de vibraciones, una transductor Es un dispositivo que convierte el movimiento físico mecánico (vibración) en una señal eléctrica proporcional. Esta señal eléctrica puede ser procesada, medida y analizada por un colector de datos o un sistema de monitoreo. Los transductores son los sensores principales y el primer eslabón de la cadena de medición; sin un transductor confiable, no es posible realizar un análisis significativo. La elección del transductor es una decisión crucial que depende del tipo de máquina, su velocidad y las fallas específicas que se monitorean.

Los tres tipos principales de transductores de vibración

Hay tres tipos principales de transductores utilizados en la monitorización de máquinas industriales, cada uno de los cuales mide un parámetro físico diferente de vibración.

1. El acelerómetro (mide la aceleración)

En acelerómetro Es, con diferencia, el transductor de vibraciones más común y versátil. Mide la aceleración de la estructura sobre la que está montado.

• Principio: La mayoría de los acelerómetros industriales son piezoeléctricos y utilizan un cristal que genera un voltaje cuando se somete a tensión mediante una masa interna.
• Puntos fuertes: Tienen un rango de frecuencia extremadamente amplio, son muy robustos, vienen en una gran variedad de diseños y pueden utilizarse en casi cualquier tipo de máquina. Son especialmente excelentes para detectar eventos de alta frecuencia.
• Uso principal: Monitoreo de maquinaria de uso general, desde máquinas de baja velocidad hasta turbomáquinas de muy alta velocidad. Son el sensor ideal para detectar fallas de alta frecuencia como... defectos de cojinetes y engranajes.

2. El transductor de velocidad (mide la velocidad)

A transductor de velocidad Es un sensor electrodinámico que mide directamente la velocidad de vibración.

• Principio: Funciona como un micrófono, con una bobina de alambre suspendida en un campo magnético. Al vibrar la carcasa, el movimiento relativo entre la bobina y el imán genera un voltaje proporcional a la velocidad.
• Puntos fuertes: Producen una señal potente y de bajo ruido en el rango de frecuencia media (aprox. 10 Hz a 1000 Hz), donde se producen las fallas más comunes, como el desequilibrio y la desalineación. No requieren alimentación externa.
• Debilidades: Son más frágiles que los acelerómetros, tienen un rango de frecuencia limitado y son sensibles a los campos magnéticos y a la orientación del montaje. Han sido reemplazados en gran medida por acelerómetros con integración electrónica para calcular la velocidad.
• Uso principal: Históricamente se utilizaba para la monitorización general de máquinas antes de que se generalizaran los acelerómetros robustos. Aún se utiliza ocasionalmente para la monitorización permanente en el rango de frecuencia media.

3. La sonda de proximidad (mide el desplazamiento)

En sonda de proximidad (o sonda de corrientes de Foucault) es un transductor sin contacto que mide el desplazamiento de un eje giratorio.

• Principio: Utiliza un campo electromagnético para inducir y medir corrientes de Foucault en la superficie del eje, lo que le permite medir el espacio entre la punta de la sonda y el eje.
• Puntos fuertes: Mide el movimiento real del eje, no de la carcasa de la máquina. Es sin contacto y su medición llega hasta 0 Hz (CC), lo que permite medir la posición promedio del eje, así como su vibración.
• Uso principal: Esencial para la protección y monitorización de turbomáquinas críticas de alta velocidad con cojinetes de película fluida, como turbinas y compresores. Se utiliza para analizar fenómenos como... Órbitas del eje y posición de la línea central.

Cómo elegir el transductor adecuado

La selección de un transductor es un paso crucial en la configuración de un programa de monitoreo. La regla general es elegir el transductor más sensible en el rango de frecuencia de las fallas esperadas:

• Utilice sondas de proximidad para el movimiento del eje en máquinas con cojinetes de película de fluido.
• Utilice acelerómetros Para todo lo demás, ya que son los más versátiles. La señal puede integrarse en la velocidad para analizar fallas de frecuencia media o usarse directamente como aceleración para fallas de alta frecuencia.

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