Compreendendo o Keyphasor
A chave fasor é a marca comercial da Bently Nevada para um sensor que fornece uma referência de sincronização a cada volta de um eixo rotativo. Embora «Keyphasor» seja uma marca registada, o termo é utilizado de forma genérica em toda a indústria para qualquer transdutor de referência de fase equivalente ou tacômetro. O sensor é, na maioria das vezes, um sensor de correntes parasitas sonda de proximidade dirigida a uma única característica específica no eixo — uma ranhura, um entalhe, um orifício ou uma superfície plana. Sempre que essa característica passa pela ponta do sensor, a tensão de saída produz um impulso nítido e repetitivo que indica a posição rotacional exata do eixo naquele instante.
1. Definição: O que é um keyphasor?
Em termos funcionais, o impulso do Keyphasor é idêntico ao sinal emitido por um tacómetro ótico que atua sobre uma fita refletora; a diferença reside principalmente na tecnologia de deteção e no facto de um Keyphasor com sonda de proximidade ser, normalmente, uma instalação fixa numa máquina crítica. O que importa é a informação que o impulso transporta: define t = 0 para cada rotação, fornecendo ao analisador um ponto de referência angular fixo em relação ao qual cada amostra de vibração pode ser cronometrada. É essa referência que distingue um registo de vibração bruto de um registo de diagnóstico totalmente interpretável.
2. Por que é que um sinal de fasor-chave é essencial?
Para além do próprio sinal de vibração, o Keyphasor é, sem dúvida, o sinal mais valioso no diagnóstico avançado de rotores. Permite aceder a várias funcionalidades que são simplesmente impossíveis de obter apenas com dados de amplitude.
Medição de Fase
A principal função do Keyphasor é permitir a medição de fase — a relação temporal entre o impulso e o pico do 1× (velocidade de marcha) vibração. Este ângulo de fase revela onde o ponto crítico (desequilíbrio) está montado no rotor e é indispensável para:
- Equilíbrio: em cada procedimento de equilíbrio, numa máquina ou no domínio, baseia-se em dados de amplitude e fase para determinar onde adicionar ou remover um peso de correção.
- Diagnóstico de avarias: falhas como desalinhamento ou um veio curvado apresentam sinais característicos que servem para confirmar o diagnóstico.
Se precisar de combinar ou resolver vetores de vibração manualmente ao interpretar estas leituras, o nosso Calculadora de Ângulo de Fase de Vibração trata da trigonometria.
Medição precisa da velocidade
Ao medir o intervalo entre os impulsos, o analisador calcula uma velocidade de rotação (RPM) de elevada precisão, o que é fundamental para relacionar as frequências de vibração com o movimento real do eixo e para distinguir os componentes relacionados com o eixo de todos os outros.
Análise de pedidos
A utilização do Keyphasor como referência de temporização permite que um analisador de vibração atuar análise de pedidos. Em vez de um espectro com um eixo de frequência (Hz), o analisador apresenta um espectro baseado em ordens, em que uma «ordem» corresponde a um múltiplo da velocidade de funcionamento (1×, 2×, 3× e assim por diante). Isto é extremamente útil em máquinas de velocidade variável, uma vez que um pico de ordem — o pico de desequilíbrio 1×, por exemplo — permanece fixo no gráfico mesmo quando as RPM variam, tornando as tendências e os padrões muito mais fáceis de acompanhar.
Geração avançada de gráficos
O sinal Keyphasor é um requisito essencial para os gráficos de diagnóstico mais avançados na análise de vibrações:
- Diagramas de Bode: amplitude e fase em função da velocidade, utilizadas para identificar velocidades críticas durante o arranque e o encerramento.
- Gráficos polares: uma outra representação dos dados de aceleração e desaceleração, que mostra a magnitude e a fase do vetor de vibração numa única curva.
- Gráficos de órbita: construído a partir de um par de sondas de proximidade X-Y, com o pulso Keyphasor a colocar um ponto de supressão na órbita que revela a direção da precessão do eixo e ajuda a diagnosticar problemas como redemoinho de óleo ou um rachadura no eixo.
3. Instalação e configuração
A instalação correta é fundamental. A sonda deve ser montada de forma rígida e direcionada para um único evento nítido e distinto no eixo — a presença de múltiplas características ou de uma segunda marca refletora provoca um disparo duplo e uma leitura errada do RPM, que aparece duplicada. A distância entre a ponta da sonda e o eixo deve ser ajustada dentro da faixa linear, e a tensão de saída deve ser configurada de modo a que o sistema de aquisição de dados dispare em cada revolução, detetando uma borda nítida e bem definida. Um pulso fraco, ruidoso ou intermitente corrompe a fase e compromete todos os cálculos a jusante, pelo que verificar a qualidade do pulso é tempo bem gasto antes de uma operação de equilíbrio.
4. O Keyphasor no trabalho de campo prático
Em turbomáquinas equipadas com instrumentação permanente, o Keyphasor é um canal de sonda de proximidade fixa ligado ao sistema de monitorização juntamente com o seu dispositivo complementar sondas de correntes parasitas. Em máquinas de uso geral que não dispõem desse tipo de instrumentação, um analisador portátil proporciona a mesma referência de uma vez por volta, utilizando um tacómetro ótico que é acionado por uma fita refletora. O analisador de dois canais Conjunto de equilíbrio-1a funciona da seguinte forma: o sinal do tacómetro fornece a referência de fase de que o software necessita para calcular a massa e o ângulo de cada contrapeso e para verificar o desequilíbrio residual após a correção. Quer o impulso provenha de um Keyphasor integrado ou de um sensor ótico de encaixe, essa marca de temporização constitui a espinha dorsal de todo o fluxo de trabalho de equilíbrio e diagnóstico.
