Compreendendo o Keyphasor
A Keyphasor é o nome comercial da Bently Nevada para um sensor que fornece uma referência de tempo uma vez por revolução a partir de um eixo rotativo. Embora “Keyphasor” seja uma marca registrada, o termo é usado genericamente em toda a indústria para qualquer transdutor de referência de fase equivalente ou tacômetro. O sensor é mais frequentemente uma corrente de Foucault sonda de proximidade apontado para uma única característica única no eixo — um rasgo de chaveta, um entalhe, um furo perfurado ou um ponto plano. Cada vez que essa característica passa pela ponta da sonda, a tensão de saída produz um pulso agudo e repetitivo que marca a posição rotacional exata do eixo naquele instante.
1. Definição: O que é um Keyphasor?
Funcionalmente, o pulso do Keyphasor é idêntico ao sinal de um tacômetro óptico disparando em fita refletiva; a diferença é principalmente a tecnologia de sensoriamento e o fato de que um Keyphasor de sonda de proximidade é geralmente um fixação permanente em uma máquina crítica. O que importa é a informação que o pulso carrega: ele define t = 0 para cada revolução, dando ao analisador um datum angular fixo contra o qual cada amostra de vibração pode ser cronometrada. Essa única referência é o que separa um traço de vibração bruto de um registro de diagnóstico totalmente interpretável.
2. Por que o sinal do Keyphasor é essencial?
Após o próprio sinal de vibração, o Keyphasor é, sem dúvida, o sinal mais valioso em diagnósticos avançados de rotores. Ele desbloqueia várias capacidades que são simplesmente impossíveis apenas com dados de amplitude.
Medição de Fase
O trabalho principal do Keyphasor é permitir a medição de fase — o relacionamento de tempo entre o pulso e o pico da vibração 1× (velocidade de operação) vibração. Este ângulo de fase é a fase de resposta do rotor em relação ao pulso — ele não aponta diretamente para o ponto pesado (desbalanceamento), porque a resposta atrasa o ponto pesado por uma quantidade que depende de quão próxima a velocidade de operação está de uma ressonância (de perto de 0° bem abaixo dela, passando por 90° nela, para perto de 180° acima dela), mais atrasos de instrumentação. O ângulo de correção é, portanto, derivado com o método dos coeficientes de influência (massa de teste), e uma leitura de fase repetível é indispensável para:
- Balanceamento: todo procedimento de balanceamento, em uma máquina ou no campo, depende de dados de amplitude e fase para decidir onde adicionar ou remover uma massa de correção.
- Diagnóstico de falhas: falhas como desalinhamento ou um eixo empenado carregam assinaturas de fase características usadas para confirmar o diagnóstico.
Se você precisar combinar ou resolver vetores de vibração manualmente enquanto interpreta essas leituras, nosso Calculadora de Ângulo de Fase de Vibração lida com a trigonometria.
Medição precisa de velocidade
Ao cronometrar o intervalo entre pulsos, o analisador deriva uma velocidade rotacional altamente precisa (RPM), que é fundamental para relacionar as frequências de vibração ao movimento real do eixo e para separar os componentes relacionados ao eixo de tudo o mais.
Análise de Ordens
Usar o Keyphasor como referência de tempo permite que um analisador de vibração realize análise de ordens. Em vez de um espectro com um eixo de frequência (Hz), o analisador exibe um espectro baseado em ordem, onde uma “ordem” é um múltiplo da velocidade de operação (1×, 2×, 3× e assim por diante). Isso é inestimável em máquinas de velocidade variável, porque um pico de ordem — o pico de desbalanceamento 1×, por exemplo — permanece fixo no gráfico mesmo quando a RPM muda, tornando as tendências e padrões muito mais fáceis de seguir.
Geração avançada de gráficos
O sinal do Keyphasor é um pré-requisito para os gráficos de diagnóstico mais poderosos na análise de vibração:
- Gráficos de Bode: amplitude e fase versus velocidade, usados para identificar velocidades críticas durante a partida e a parada.
- Gráficos polares: outra visão dos dados de partida/parada por inércia, rastreando a magnitude e a fase do vetor de vibração como uma única curva.
- Orbit plots: construído a partir de um par de sondas de proximidade X-Y, com o pulso do Keyphasor colocando um ponto de bloqueio na órbita que revela a direção da precessão do eixo e ajuda a diagnosticar problemas como oil whirl ou um trincas no eixo.
3. Instalação e configuração
A instalação adequada é crítica. A sonda deve ser montada rigidamente e apontada para um único evento limpo e distinto no eixo — múltiplas características ou uma segunda marca refletiva causam disparo duplo e uma RPM falsamente dobrada. A folga entre a ponta da sonda e o eixo deve ser definida dentro da faixa linear, e a saída de tensão configurada para que o sistema de aquisição de dados dispare em uma borda limpa e aguda a cada revolução. Um pulso fraco, ruidoso ou intermitente corrompe a fase e compromete todos os cálculos subsequentes, portanto, verificar a qualidade do pulso é um tempo bem gasto antes de uma execução de balanceamento.
4. O Keyphasor no trabalho de campo prático
Em turbomáquinas instrumentadas permanentemente, o Keyphasor é um canal fixo de sonda de proximidade conectado ao sistema de monitoramento ao lado de seu companheiro sondas de corrente de Foucault. Em máquinas de uso geral que não possuem tal instrumentação, um analisador portátil traz a mesma referência uma vez por revolução para o trabalho com um tacômetro óptico disparando em uma faixa de fita refletiva. O canal de dois canais Balanset-1A funciona assim: seu pulso de tacômetro fornece o datum de fase que o software precisa para calcular a massa e o ângulo de cada massa de balanceamento e para verificar o desbalanceamento residual após a correção. Seja o pulso proveniente de um Keyphasor embutido ou de um sensor óptico de encaixe, essa marca de tempo é a espinha dorsal de todo o fluxo de trabalho de balanceamento e diagnóstico.
