Comprensión de los tacómetros ópticos
Un tacómetro óptico es un dispositivo de medición de la velocidad sin contacto que utiliza luz - un LED visible, un láser o infrarrojos - junto con un fotodetector para detectar la rotación, ya sea detectando los reflejos de un eje marcado con cinta reflectante o detectando la interrupción de un haz de luz. Realiza dos tareas a la vez: informa de la velocidad de rotación en RPM y emite un impulso de sincronización una vez por revolución utilizado como el fase referencia en análisis de vibraciones, equilibrado de campo, y seguimiento de pedidos. El término abarca tanto las unidades láser portátiles -el tipo más común- como los sensores ópticos instalados de forma permanente construidos en torno a diversas fuentes de luz. Los tacómetros ópticos están estrechamente relacionados con tacómetros láser, pero la categoría óptica es más amplia, ya que incluye también las fuentes de luz no láser.
1. Tipos de tacómetro óptico
1.1 Tipo reflectante (más común)
- La fuente de luz y el detector comparten una misma carcasa.
- La unidad detecta la luz reflejada por una tira de cinta reflectante en el eje.
- Funciona en una amplia gama de distancias, normalmente de 50 a 500 mm.
- Los tacómetros láser manuales utilizan este método.
- Sencillo, cómodo y portátil, ideal para comprobaciones sin cita previa.
1.2 Tipo viga pasante
- La fuente de luz y el detector son unidades separadas y enfrentadas.
- El objeto giratorio interrumpe el haz mientras gira.
- Cada hoja, radio o elemento que cruza el haz crea un impulso.
- Esto permite la medición multipulso por revolución cuando se desee.
- Común en sistemas instalados permanentemente.
1.3 Tipo fibra óptica
- La luz se transmite y recibe a través de cables de fibra óptica.
- El sistema electrónico está alejado del punto de medición.
- Útil en espacios confinados, altas interferencias electromagnéticas o atmósferas explosivas.
- Existen versiones intrínsecamente seguras para zonas peligrosas.
2. Fuentes de luz
La elección del emisor determina la distancia de trabajo, el tamaño del punto y la inmunidad a la luz ambiente.
- Láser (rojo o IR): un haz coherente y concentrado que proporciona una gran distancia de trabajo y un punto pequeño para un posicionamiento preciso: el mejor rendimiento y la elección habitual en unidades portátiles.
- LED (visible o IR): luz incoherente con una distancia de trabajo más corta y un punto más grande, pero de menor coste; común en sensores instalados permanentemente.
- Infrarrojos (IR): invisible para el ojo, menos afectado por la luz ambiente y, por tanto, mejor en entornos luminosos, con la ventaja de seguridad que supone la ausencia de rayo láser visible.
3. Aplicaciones
3.1 Medición de la velocidad
- Comprobaciones rápidas de las RPM durante las inspecciones de Condition Monitoring.
- Verificación de la placa de características velocidad de funcionamiento.
- Detección de la variación de velocidad bajo carga.
- Calcular frecuencia de deslizamiento en motores de inducción.
3.2 Referencia de la fase de análisis de vibraciones
Esta es la función que hace que el tacómetro óptico sea indispensable para un especialista en vibraciones. Al cronometrar la forma de onda de la vibración con respecto al impulso de una vez por revolución, el analizador convierte un retardo en un ángulo de fase:
- Proporciona el disparador para las mediciones en fase bloqueada.
- Es esencial para equilibrando, donde la fase determina la posición angular de cada peso de corrección.
- Permite el seguimiento de pedidos en equipos de velocidad variable.
- Admite Diagrama de Bode durante el arranque y la parada.
3.3 Mediciones sincrónicas
- Activación de un estroboscopio para que una marca giratoria aparezca congelada.
- Sincronización del dominio temporal promediando para rechazar el ruido no sincrónico.
- Muestreo una vez por revolución para el procesamiento basado en órdenes.
4. Ventajas
El enfoque óptico se gana su lugar gracias a tres cualidades:
- Funcionamiento sin contacto: nada toca la pieza giratoria, por lo que no hay fricción ni carga en el eje, ni límite de velocidad impuesto por el sensor, ni desgaste de un elemento sensor.
- Facilidad de uso: Aplique una tira de cinta, apunte y mida: los resultados son instantáneos y el instrumento es totalmente portátil.
- Versatilidad: funciona en prácticamente cualquier objeto giratorio en una amplia gama de velocidades, con una distancia de trabajo ajustable, y se adapta tanto a los estudios temporales como a las instalaciones permanentes.
5. Instalación y factores ambientales
Para una instalación permanente, monte el sensor en el punto de separación recomendado, alinee su eje óptico perpendicularmente al eje, aplique la cinta reflectante en un punto accesible, proteja la óptica de la contaminación con una ventana si es necesario, y proporcione un ajuste para la distancia y la puntería. Varios factores ambientales degradan el rendimiento y merecen atención:
- Luz ambiental: la luz solar intensa puede inundar el detector: utilice una fuente de infrarrojos o proteja el objetivo.
- Contaminación: La niebla de aceite y el polvo en la óptica debilitan la señal.
- Vibración: monte el sensor de forma segura para que no vibre con respecto al eje.
- Temperatura: permanecer dentro de la clasificación del sensor, normalmente de -20 a +60 °C.
6. Buenas prácticas y resolución de problemas
Para obtener lecturas manuales fiables, apóyese en una superficie estable, apunte al centro de la cinta reflectante, mantenga la distancia recomendada por el fabricante, protéjase de la luz brillante y realice varias lecturas para confirmar la coherencia. Cuando se utilice el pulso como referencia de fase, considere la posición de la cinta como la marca de 0° -anótelo y documéntelo-, asegúrese de que la señal es estable y limpia, verifique un solo pulso por revolución y compruebe la forma de onda en un osciloscopio si algo parece dudoso. Los fallos más comunes tienen soluciones sencillas:
- No hay señal: compruebe la distancia de separación, limpie la óptica, confirme la presencia de la cinta y compruebe la batería.
- Lectura inestable: reducir la distancia, mejorar la cinta y proteger de la luz parásita.
- Pulsos múltiples (RPM duplicadas): eliminar los trozos de cinta sobrantes, los destellos de las chavetas u otras marcas reflectantes que disparan un segundo impulso por vuelta.
En una equilibradora portátil, el tacómetro óptico no es un accesorio, sino la columna vertebral de todo el flujo de trabajo. En Balanset-1A, por ejemplo, se suministra con un tacómetro láser óptico que se dispara desde un pequeño trozo de cinta reflectante, trabajando a una distancia de 50-500 mm en un rango de 250-90.000 rpm; su pulso de una vez por revolución suministra la referencia de fase que el software necesita para calcular cada peso de equilibrado y verificar los desequilibrio residual después. Conceptualmente se comporta como un sensor fotoeléctrico y cumple la misma función que un fase clave.
Los tacómetros ópticos, especialmente los de tipo láser, se han convertido en indispensables para el análisis y el equilibrado de vibraciones. Su funcionamiento sin contacto, facilidad de uso, precisión y doble función como sensor de velocidad y referencia de fase los convierten en herramientas esenciales para especialistas en vibraciones, ingenieros de fiabilidad y técnicos de mantenimiento que trabajan sobre el terreno en equipos rotativos.
