Capire il vibrometro
A vibrometro — spesso chiamato misuratore di vibrazioni o penna vibrometrica — è un semplice strumento elettronico portatile utilizzato per effettuare una rapida misurazione del livello complessivo vibrazione livello su una macchina. Si tratta di uno strumento di screening, progettato per essere facilmente utilizzato dal personale di manutenzione, dagli operatori e dai meccanici che necessitano di una valutazione rapida dello stato di salute della macchina senza la formazione richiesta da un sistema completo analisi delle vibrazioni richieste. Nel caso in cui un analizzatore di vibrazioni risposte «Che cosa c'è che non va e quanto è grave?», un vibrometro risponde alla domanda più semplice ma comunque fondamentale “C'è forse qualche problema?”
1. Definizione: Che cos'è un vibrometro?
A differenza di un analizzatore sofisticato, un vibrometro di solito non visualizza la frequenza spettro. Al contrario, riduce l'intero segnale di vibrazione a un unico valore che rappresenta l'energia vibrazionale totale all'interno di una banda di frequenza predefinita. Quel singolo valore — in genere un valore complessivo RMS velocità in mm/s — è sufficiente per far capire a un operatore se una macchina è cambiata dall'ultima volta, anche se non rivela nulla riguardo a Perché. La scelta consapevole di privilegiare la rapidità e la semplicità a scapito dei dettagli diagnostici è esattamente lo scopo di questo strumento.
2. Come funziona un vibrometro
Un vibrometro racchiude in un unico corpo compatto un sensore, l'elettronica di elaborazione del segnale e un display. La catena di misura è breve e autonoma:
- L'operatore preme la punta del vibrometro contro l'alloggiamento di un cuscinetto o un altro punto di misurazione prestabilito.
- Un interno accelerometro rileva la vibrazione e la converte in un segnale elettrico.
- Il circuito elettronico che filtra il segnale su una banda specifica — comunemente da 10 Hz a 1.000 Hz, l'intervallo raccomandato dalle norme ISO per la valutazione generale dello stato di salute delle macchine.
- Il segnale filtrato viene elaborato per ottenere un'unica ampiezza complessiva, solitamente il valore RMS della velocità, poiché in questa banda il valore RMS della velocità presenta una buona correlazione con l'energia dannosa a cui è sottoposta la macchina.
- Sul display viene visualizzato quel valore di velocità RMS, ad esempio 4,5 mm/s.
Molti vibrometri sono dotati di un semplice indicatore a semaforo — verde, giallo, rosso — basato sulle tabelle di severità delle vibrazioni contenute in norme quali Norma ISO 20816-1 (il moderno successore della ben nota norma ISO 10816, a sua volta subentrata alla norma ISO 2372, ormai ritirata). Ciò fornisce immediatamente un giudizio sulle condizioni della macchina: «buono», «soddisfacente» o «inaccettabile». I valori soglia associati a tali colori dipendono dalla classe della macchina e dal tipo di montaggio; è possibile consultarli per una macchina specifica tramite il nostro Riferimento ISO 10816 / 20816 relativo alla severità delle vibrazioni, e convertire le unità con il Convertitore di unità di misura delle vibrazioni.
3. Balanset-1A in modalità vibrometro
Vibromera Balanset-1A è un sistema a doppio canale basato su PC in grado di fungere da vibrometro virtuale (nella modalità "Vibration Meter"), utilizzando sensori di vibrazione esterni e il relativo software per Windows. In questa modalità, il programma visualizza periodicamente i valori misurati sullo schermo del portatile e può inoltre mostrare forme d'onda temporali e gli spettri: un utile passo avanti rispetto alle penne a valore unico, pur mantenendo semplice il flusso di lavoro di screening.
Hardware utilizzato in modalità Vibrometro:
- Due sensori di vibrazione (accelerometri) collegati agli ingressi X1 e X2 dell'unità di interfaccia USB.
- Un sensore fotoelettrico di angolo di fase (laser tachimetro) collegato all'ingresso X3 — opzionale se serve solo il valore RMS complessivo delle vibrazioni.
- A segno riflettente applicato alla superficie del rotore per il sensore di fase/giri al minuto.
- Un laptop o un PC Windows su cui sia installato il software Balanset-1A.
Cosa mostra il software in modalità Vibrometro:
- Velocità di vibrazione complessiva (RMS) per ogni canale: V1s, V2s.
- 1× vibrazione (RMS) per ciascun canale: V1o, V2o.
- Fase della vibrazione 1× per ciascun canale: F1, F2 (quando si utilizza il sensore di fase).
- Velocità del rotore: N giri
Come inizia la misurazione (flusso di lavoro del software):
- Installare i sensori di vibrazione sulla macchina e collegarli a X1 e X2 dell'unità di interfaccia USB.
- Se si ha bisogno di RPM e fase, collegare il sensore di angolo di fase a X3 e applicare un indicatore riflettente sul rotore.
- Nella finestra principale del programma, selezionare la misura delle vibrazioni su un canale (piano singolo) o su due canali (piano doppio).
- Premere “F5 – Misuratore di vibrazioni” per aprire la modalità Vibrometro.
- Premere “F9 - Esegui” per avviare la misurazione; i valori vengono aggiornati periodicamente nella finestra del vibrometro.
Se il sensore dell'angolo di fase viene scollegato, la modalità Vibrometro continua a funzionare per vibrazione complessiva RMS (V1s, V2s), ma il programma non visualizzerà il numero di giri al minuto (RPM), la componente 1× né la fase. In pratica, questa modalità viene utilizzata anche come controllo preliminare prima del bilanciamento: conferma che la componente di vibrazione dominante sia effettivamente 1× (velocità di marcia), poiché il bilanciamento è utile solo quando il problema è squilibrio piuttosto che, per esempio, disallineamento oppure un guasto al cuscinetto. È proprio qui che finisce la semplice lettura del vibrometro e deve iniziare la vera e propria analisi.
Schermate del software (modalità vibrometro Balanset-1A)
4. Ruolo in un programma di manutenzione
Il vibrometro è uno strumento entry-level eccellente per un'organizzazione che si avvicina a un monitoraggio delle condizioni programma. Colma il divario tra l'inazione e l'impegno a favore di un'iniziativa su vasta scala manutenzione predittiva sistema, che offre gran parte dei vantaggi in termini di allerta precoce a un costo e con una formazione minimi.
- Strumento di screening: È possibile controllare rapidamente decine di macchine. Qualsiasi macchina che presenti un valore elevato o in aumento viene segnalata per un'analisi approfondita da parte di un analista qualificato dotato di un analizzatore adeguato.
- Giri di controllo dell'operatore: agli operatori può essere insegnato a rilevare i valori del vibrometro durante i giri di ispezione giornalieri o settimanali, fornendo così un allarme tempestivo in caso di problemi emergenti tra un'ispezione ufficiale e l'altra.
- Verifica: Una misurazione "prima e dopo" conferma l'efficacia di un intervento di riparazione — ad esempio dopo la sostituzione di un cuscinetto o un allineamento — dimostrando che il livello di vibrazioni è effettivamente diminuito.
La sua vera forza emerge attraverso di tendenza: un singolo valore assoluto non dice granché, ma una serie di letture effettuate nello stesso punto rivela un andamento in aumento che segnala un guasto quando c'è ancora tempo a sufficienza per pianificare una riparazione. Confrontando ogni lettura con un valore noto come corretto linea di base trasforma un dato grezzo in una decisione significativa.
5. Vibrometro vs. analizzatore di vibrazioni
I due strumenti sono complementari piuttosto che in concorrenza tra loro: si collocano in punti diversi dello stesso flusso di lavoro.
| Aspetto | Vibrometro (misuratore di vibrazione) | Analizzatore di vibrazioni |
|---|---|---|
| Scopo | Screening rapido e controlli generali | Diagnostica approfondita e analisi delle cause alla radice |
| Produzione | Un unico valore complessivo (ad es. la velocità RMS) | Spettri FFT dettagliati, forme d'onda temporali, letture di fase |
| Utente tipico | Tecnici di manutenzione, operatori, meccanici | Analisti qualificati in materia di vibrazioni |
| Domanda risolta | “C'è qualche problema?” | “Qual è il problema specifico e quanto è grave?” |
Un vibrometro è uno strumento prezioso per la sua semplicità e rapidità, ma non è in grado di identificare il causa di vibrazione. Un valore elevato dimostra solo che esiste un problema; occorre un analizzatore di vibrazioni - e il FFT spettro, fase e forma d'onda che fornisce — per stabilire se il problema sia uno squilibrio, un disallineamento o un cuscinetto spall, allentamenti o altro. La strategia più sensata consiste nell’effettuare uno screening ampio ed economico con i vibrometri, per poi procedere all’analisi solo nei punti in cui lo screening evidenzia un problema. Uno strumento come il Balanset-1A è utile in questo contesto proprio perché svolge entrambe le funzioni: esegue uno screening del livello complessivo come un vibrometro, ma è in grado di passare immediatamente alla misurazione dello spettro e della fase — e al bilanciamento su uno o due piani — una volta individuato un guasto.
