Comprensión del montaje de sensores
Montaje del sensor es el método y el hardware que se utilizan para conectar vibración sensors — acelerómetros y sensores de velocidad — a la superficie de medición de una máquina. Es mucho más que un simple detalle mecánico: el método de montaje influye de manera decisiva en la calidad de la medición, la frecuencia respuesta y fiabilidad. Un buen soporte crea un acoplamiento mecánico rígido que transmite fielmente las vibraciones de la máquina al sensor sin añadir resonancias ni pérdidas; uno deficiente limita la respuesta en frecuencia, introduce errores de amplitud o hace que el sensor se suelte.
El método debe adaptarse al trabajo. La monitorización permanente requiere un montaje fijo (espárragos); las mediciones rutinarias de inspección utilizan soportes magnéticos para mayor rapidez; el contacto manual solo es aceptable para una revisión rápida. Comprender cómo cada tipo de montaje afecta al rendimiento del sensor es esencial para obtener datos precisos y repetibles, y esto se recoge en ISO 5348, la norma para el montaje mecánico de acelerómetros.
1. Comparación de métodos de montaje
Montaje con pernos: el mejor rendimiento
Método: El sensor se atornilla a un orificio roscado mediante su perno integrado, con una fina capa de lubricante (grasa o aceite) entre las superficies de contacto, y se aprieta al par especificado (normalmente entre 20 y 40 pulgadas-libra).
- Rango de frecuencia: toda la capacidad del sensor, desde corriente continua hasta más de 20 kHz.
- Resonancia del montaje: normalmente por encima de los 30 kHz, muy por encima del rango de medición.
- Repetibilidad: excellent.
- Estabilidad: permanente y seguro.
Aplicaciones: instalaciones de vigilancia permanente, defecto de cojinete detección que requiere altas frecuencias, mediciones críticas y mediciones de referencia.
Fijación adhesiva — Excelente rendimiento
Método: El sensor se fija con cianoacrilato (superpegamento), epoxi o un adhesivo especial en una capa fina y uniforme, lo que permite una instalación semipermanente.
- Rango de frecuencia: de 7 a 10 kHz (muy buena).
- Resonancia del montaje: 15–20 kHz.
- Repetibilidad: Buena, siempre que la capa adhesiva se aplique de manera uniforme.
- Estabilidad: permanente hasta que se elimine deliberadamente.
Aplicaciones: instalaciones temporales que duran entre semanas y meses, situaciones en las que no está permitido perforar, maquinaria ligera y la mayoría de los trabajos generales de análisis de vibraciones.
Fijación magnética: ideal para trabajos habituales
Método: Una base de imán permanente se adhiere a superficies ferrosas, lo que permite fijarla y retirarla rápidamente sin necesidad de preparar la superficie.
- Rango de frecuencia: de 2 a 3 kHz (adecuado para la mayoría de la maquinaria).
- Resonancia del montaje: 4–7 kHz, lo que limita las mediciones de alta frecuencia.
- Repetibilidad: aceptable, dependiendo del contacto con la superficie.
- Estabilidad: puede desprenderse si la vibración es intensa o si la superficie está grasienta.
Aplicaciones: route-based estudios de monitorización del estado, vibraciones generales de la maquinaria, comprobaciones rápidas y cribado, y en cualquier lugar donde la comodidad sea más importante que el máximo rendimiento.
Portátil / Sonda — Solo cualitativo
Método: El sensor se encuentra en la punta de una sonda que se mantiene en contacto con la superficie con la mano. La fuerza de contacto varía y no hay un acoplamiento rígido.
- Rango de frecuencia: hasta un máximo de 500–1000 Hz.
- Repetibilidad: poor.
- Precisión: Es posible que se produzca una variación de entre el 20 % y el 50 %.
- Estabilidad: El temblor de las manos y la fuerza de contacto variable alteran la lectura.
Aplicaciones: Solo para un análisis rápido, la identificación de problemas generales y lugares de difícil acceso; no es adecuado para análisis cuantitativos ni para el seguimiento de tendencias.
2. Preparación de la superficie
Para un rendimiento óptimo
- Clean surface: eliminar la pintura, el óxido, el aceite y la suciedad.
- Flat surface: Lija o lima si es necesario para garantizar un contacto total.
- Superficie lisa: eliminar las irregularidades y la rugosidad.
- Agente acoplante: Aplica una capa fina de grasa, aceite o un lubricante específico.
Por qué es importante la planitud
- La planitud es fundamental en un acoplamiento rígido.
- Los huecos hacen que el sensor se mueva, lo que reduce la respuesta en frecuencia.
- Los espacios de aire actúan como resortes, lo que reduce la resonancia de montaje.
- Lo ideal es una planitud de 0,02 mm (0,001 pulgadas).
3. Elección del lugar de instalación
Ubicaciones ideales
- Cajas de rodamientos, lo más cerca posible de la fuente de vibraciones.
- Vías estructurales con un acoplamiento rígido y directo a los cojinetes.
- Evita las cubiertas flexibles y la chapa metálica.
- Evita los nodos u otras zonas de baja respuesta.
Accesibilidad
- Acceso seguro para los técnicos.
- Línea de visión despejada o alcance.
- A salvo de daños y fuera de las zonas de paso.
- Tendido práctico de cables.
Dirección
- Medidas radiales perpendiculares al eje.
- Medidas axiales paralelas al eje.
- Por lo general, se mide en las direcciones horizontal, vertical y, en ocasiones, axial en cada punto.
4. Cómo el montaje limita la respuesta en frecuencia
Cada soporte se comporta como un pequeño sistema masa-resorte cuya rigidez determina una frecuencia de resonancia. Por debajo de esa resonancia, la respuesta es plana y fiable; cerca de ella y por encima, la lectura se distorsiona. La tabla resume los límites prácticos:
| Método de montaje | Frecuencia útil (kHz) | Resonancia de montaje (kHz) |
|---|---|---|
| Semental (ideal) | Hasta 20+ | >30 |
| Adhesivo | To 7–10 | 15–20 |
| Magnético | To 2–3 | 4–7 |
| Portátil | To 0.5–1 | 2–3 |
Regla de oro
- Utilice frecuencias que no superen aproximadamente un tercio de la resonancia de montaje.
- Esto mantiene una respuesta uniforme en todo el rango de medición.
- Por encima de ese valor, los errores de amplitud aumentan rápidamente.
Puedes calcular los valores concretos para una masa de sensor y una rigidez de contacto determinadas mediante una Calculadora de resonancia para el montaje de acelerómetros, que es la forma más rápida de asegurarse de que el soporte elegido no va a alterar la medición de un cojinete.
5. Buenas prácticas
Adapta el método a la aplicación
- Análisis de cojinetes a alta frecuencia: solo con pernos o adhesivo.
- Maquinaria general por debajo de 1 kHz: el montaje magnético es aceptable.
- Prueba: primero a mano para ganar rapidez y luego confirmar con un soporte más adecuado.
Instalaciones permanentes
- Taladre y rosque los orificios para el montaje de los pernos.
- Utiliza un producto fijador de roscas.
- Proteja los orificios roscados cuando se desmonte el sensor.
- Registra todos los puntos de medición para poder realizar análisis de tendencias repetibles.
Instalaciones temporales
- Adhesivo para instalaciones de varios días o varias semanas.
- Magnético para inspecciones por rutas.
- Comprueba que esté bien sujeto antes de realizar la medición.
- Limpia tanto la base magnética como la superficie para garantizar un buen contacto.
La misma disciplina se aplica a los sensores de un equilibrador portátil. Cuando se realiza el equilibrado in situ con un instrumento como el Balanset-1A, la amplitud y la fase repetibles dependen de que cada acelerómetro se monte de la misma manera en el mismo punto en cada prueba —un perno o una base magnética limpia sobre una carcasa de cojinete preparada— para que las respuestas a los pesos de prueba puedan compararse de forma significativa. Sea cual sea el tipo de sensor, desde un acelerómetro piezoeléctrico to a velocímetro, el montaje es un factor fundamental para la calidad de los datos. La combinación de la técnica adecuada con los requisitos, la garantía de una unión firme mediante la preparación de la superficie y el respeto de los límites de frecuencia dan como resultado mediciones precisas y fiables que permiten un diagnóstico eficaz y monitorización de condición depend on.
