Compreendendo o ruído triboelétrico

Definição: O que é ruído triboelétrico?

Ruído triboelétrico é uma forma de interferência elétrica que pode contaminar sinais de vibração, particularmente aqueles de fontes piezoelétricas acelerómetros. Trata-se de um sinal de ruído de baixa frequência gerado quando o próprio cabo do sensor é submetido a movimentos mecânicos, como flexão, flexão ou impacto. Esse ruído não está relacionado à vibração real da máquina que está sendo medida e, portanto, pode levar a erros de medição significativos se não for controlado adequadamente.

A Causa: O Efeito Triboelétrico

O ruído é gerado pelo efeito triboelétrico, um fenômeno em que uma carga estática é criada quando dois materiais diferentes são colocados em contato e, em seguida, separados. Um cabo de acelerômetro coaxial típico consiste em um condutor central, uma camada dielétrica (isolante) e uma blindagem externa.

Quando o cabo é flexionado, o dielétrico e a blindagem externa entram em atrito, gerando uma pequena quantidade de carga estática. Essa carga cria uma tensão que é captada pelo amplificador altamente sensível conectado ao sensor piezoelétrico. O resultado é um "ruído" de baixa frequência ou um pico de tensão espúrio no sinal de vibração que não tem nada a ver com a vibração da máquina.

Características do Ruído Triboelétrico

• Baixa frequência: O ruído é predominantemente um fenômeno de baixa frequência, ocorrendo normalmente abaixo de 10 Hz.
• Picos espúrios: Muitas vezes aparece como picos aleatórios de alta amplitude no forma de onda temporal.
• Espectro “Pista de Esqui”: Em um Espectro FFT, pode contribuir para um efeito de “pista de esqui”, onde o ruído de fundo é muito alto na extremidade de baixa frequência do espectro e depois cai.
• Não repetível: O ruído não é sincronizado com a rotação da máquina e não é repetível entre as medições.

Por que isso é um problema?

O ruído triboelétrico pode mascarar os sinais reais de vibração de baixa frequência de uma máquina. Este é um problema significativo ao analisar máquinas de baixa rotação, onde informações importantes de diagnóstico (como desbalanceamento e desalinhamento a 1X RPM) estão localizadas nessas baixas frequências. O ruído pode ocultar esses sinais reais ou ser confundido com eles, levando a um diagnóstico incorreto.

Como prevenir o ruído triboelétrico

A prevenção do ruído triboelétrico é alcançada por meio da seleção adequada de cabos e técnicas de instalação:

1. Use um cabo de alta qualidade e baixo ruído: Fabricantes de sensores renomados oferecem cabos de "baixo ruído". Esses cabos possuem uma camada condutora especial de grafite aplicada entre o dielétrico e a blindagem externa. Essa camada atua como um dreno, evitando o acúmulo de carga estática e reduzindo drasticamente o efeito triboelétrico.
2. Fixe o cabo: Esta é a etapa prática mais importante. O cabo deve ser firmemente preso ou colado à superfície da máquina, o mais próximo possível do sensor. Isso garante que o cabo vibre *com* a máquina, em vez de flexionar e se mover independentemente. Quaisquer voltas soltas ou trechos pendurados do cabo são as principais fontes de ruído.
3. Evite impactos de cabos: Certifique-se de que o cabo esteja longe de quaisquer fontes de impacto ou chicoteamento, como eixos rotativos ou outras peças móveis da máquina.
4. Aterramento adequado: Embora não esteja diretamente relacionado ao efeito triboelétrico, garantir que o sensor e o cabeamento estejam devidamente aterrados de acordo com as instruções do fabricante é essencial para evitar outras formas de ruído elétrico, como loops de aterramento.

Ao usar o tipo correto de cabo e, mais importante, garantir que ele esteja devidamente preso, os efeitos do ruído triboelétrico podem ser quase completamente eliminados, resultando em dados de vibração de baixa frequência mais limpos e confiáveis.

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