Comprensión de las sondas de proximidad (sensores de corrientes de Foucault)

Definición: ¿Qué es una sonda de proximidad?

A sonda de proximidad, también conocido como un sonda de corrientes de Foucault Un transductor de desplazamiento es un sensor sin contacto que mide la distancia (espacio) entre la punta de la sonda y un objetivo conductor, que suele ser un eje giratorio. A diferencia de los acelerómetros, que se montan en la carcasa de la máquina y miden la vibración estructural, las sondas de proximidad se montan a través de la carcasa del cojinete y miden el movimiento real del propio eje en relación con su cojinete. Esto las convierte en el sensor principal para la protección y la monitorización de maquinaria crítica de alta velocidad con cojinetes de película fluida.

Componentes del sistema de sonda de proximidad

Un sistema completo de medición de sonda de proximidad consta de tres componentes perfectamente adaptados:

1. Sonda: Una sonda roscada con punta sellada que contiene una bobina de alambre. Se monta con una separación específica entre ella y el eje.
2. Cable de extensión: Un cable especializado de longitud específica que conecta la sonda al controlador. Su longitud forma parte del ajuste electrónico del sistema.
3. Proximitor / Conductor: Un módulo electrónico que genera una señal de radiofrecuencia (RF) de alta frecuencia, la envía a la sonda y demodula la señal de retorno para producir una salida de voltaje directamente proporcional al espacio.

Estos tres componentes están calibrados como un conjunto y no son intercambiables con componentes de otros sistemas.

¿Cómo funciona? El principio de las corrientes de Foucault

El proximidor envía una señal de RF a la bobina en la punta de la sonda, lo que crea un campo magnético. Cuando la sonda se acerca a un eje conductor, este campo induce pequeñas corrientes circulantes, conocidas como corrientes de FoucaultEn la superficie del eje. Las corrientes de Foucault crean su propio campo magnético opuesto, que es detectado por la sonda. La intensidad de este campo opuesto es directamente proporcional a la distancia entre la punta de la sonda y el eje. El sensor de proximidad mide estos cambios y genera una tensión continua que representa la separación media y una tensión alterna que representa la vibración dinámica del eje.

¿Qué miden las sondas de proximidad?

Las sondas de proximidad proporcionan una gran cantidad de información sobre el estado del rotor y su comportamiento dinámico:

• Vibración radial: Al utilizar un par XY (dos sondas montadas a 90° de distancia), miden la vibración del eje en dos dimensiones, lo que permite la creación de órbita del eje parcelas.
• Posición axial (de empuje): Una sonda montada en el extremo del eje mide su movimiento axial. Esto es fundamental para proteger las máquinas contra fallos en los cojinetes de empuje.
• Posición de la línea central del eje: El componente de voltaje de CC de la señal indica la posición promedio del eje dentro de su cojinete, que se utiliza para monitorear el desgaste del cojinete y los cambios de alineación.

– Velocidad rotacional: Una sonda que observa una ranura o muesca en el eje puede actuar como un tacómetro altamente confiable.

• Sin: Una medición de rodaje lento que cuantifica las imperfecciones mecánicas y eléctricas combinadas de la superficie del eje.

Ventajas y aplicaciones

Las sondas de proximidad son el estándar para proteger turbomáquinas grandes y críticas por varias razones:

• Sin contacto: No tocan el eje, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta velocidad.
• Mide el movimiento del eje directamente: Ven lo que hace el eje dentro de la máquina, lo que a menudo es más importante que lo que hace la carcasa.
• Respuesta de frecuencia a 0 Hz (CC): Pueden medir tanto la vibración dinámica (CA) como la posición promedio (CC), algo que los acelerómetros no pueden hacer.
• Alta confiabilidad: Son sensores robustos y sellados diseñados para entornos industriales hostiles.

Se utilizan casi universalmente en máquinas como grandes turbinas de vapor y de gas, compresores centrífugos y axiales, turbogeneradores y grandes bombas y motores equipados con cojinetes de manguito o de diario.

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