Compreendendo as sondas de proximidade (sensores de corrente parasita)

Definição: O que é uma sonda de proximidade?

A sonda de proximidade, também conhecido como sonda de corrente parasita ou um transdutor de deslocamento, é um sensor sem contato que mede a distância (lacuna) entre a ponta da sonda e um alvo condutor, que normalmente é um eixo rotativo. Ao contrário dos acelerômetros, que são montados na carcaça da máquina e medem a vibração estrutural, as sondas de proximidade são montadas através da caixa do mancal e medem o movimento real do próprio eixo, em relação ao seu mancal. Isso as torna o principal sensor para proteção e monitoramento de máquinas críticas de alta velocidade com mancais de filme fluido.

Componentes do sistema de sonda de proximidade

Um sistema completo de medição de sonda de proximidade consiste em três componentes precisamente correspondentes:

1. Sonda: Sonda com corpo rosqueado e ponta selada contendo uma bobina de fio. Esta é montada com uma folga específica entre ela e o eixo.
2. Cabo de extensão: Um cabo especializado de comprimento específico que conecta a sonda ao driver. Seu comprimento faz parte da sintonia eletrônica do sistema.
3. Proximitor / Motorista: Um módulo eletrônico que gera um sinal de radiofrequência (RF) de alta frequência, o envia para a sonda e demodula o sinal de retorno para produzir uma saída de tensão diretamente proporcional à lacuna.

Esses três componentes são calibrados como um conjunto e não são intercambiáveis com componentes de outros sistemas.

Como funciona? O princípio das correntes parasitas

O proximitor envia um sinal de RF para a bobina na ponta da sonda, que cria um campo magnético. Quando a sonda é aproximada de um eixo condutor, esse campo induz pequenas correntes circulantes, conhecidas como correntes parasitas, na superfície do eixo. As correntes parasitas criam seu próprio campo magnético oposto, que é detectado pela sonda. A intensidade desse campo oposto é diretamente proporcional à distância entre a ponta da sonda e o eixo. O proximitor mede essas mudanças e emite uma tensão CC que representa a folga média e uma tensão CA que representa a vibração dinâmica do eixo.

O que as sondas de proximidade medem?

As sondas de proximidade fornecem uma riqueza de informações sobre a saúde e o comportamento dinâmico do rotor:

• Vibração radial: Utilizando um par XY (duas sondas montadas a 90° de distância), eles medem a vibração do eixo em duas dimensões, permitindo a criação de órbita do eixo parcelas.
• Posição axial (impulso): Uma sonda montada na extremidade do eixo mede seu movimento axial. Isso é fundamental para proteger as máquinas contra falhas no mancal de encosto.
• Posição da linha central do eixo: O componente de tensão CC do sinal indica a posição média do eixo dentro do seu rolamento, que é usada para monitorar o desgaste do rolamento e as alterações de alinhamento.

– Velocidade de rotação: Uma sonda observando uma ranhura ou entalhe no eixo pode atuar como um tacômetro altamente confiável.

• Acabar: Uma medição de rotação lenta que quantifica as imperfeições mecânicas e elétricas combinadas da superfície do eixo.

Vantagens e Aplicações

Sondas de proximidade são o padrão para proteção de turbomáquinas grandes e críticas por vários motivos:

• Sem contato: Eles não tocam no eixo, o que os torna ideais para aplicações de alta velocidade.
• Mede o movimento do eixo diretamente: Eles veem o que o eixo está fazendo dentro da máquina, o que geralmente é mais importante do que o que o invólucro está fazendo.
• Resposta de frequência a 0 Hz (DC): Eles podem medir tanto a vibração dinâmica (CA) quanto a posição média (CC), o que os acelerômetros não conseguem.
• Alta confiabilidade: Eles são sensores robustos e selados, projetados para ambientes industriais adversos.

Eles são usados quase universalmente em máquinas como grandes turbinas a vapor e a gás, compressores centrífugos e axiais, turbogeradores e grandes bombas e motores equipados com mancais de deslizamento ou de deslizamento.

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