O que é um transdutor de velocidade? Sensor de vibração sísmica • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é um transdutor de velocidade? Sensor de vibração sísmica • Balanceador portátil, analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é um transdutor de velocidade? Sensor de vibração sísmica

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Entendendo os Transdutores de Velocidade

Definição: O que é um transdutor de velocidade?

Transdutor de velocidade (também chamado velocímetro, sensor sísmico ou sensor de bobina móvel) é um autogerador vibração sensor que produz uma tensão de saída diretamente proporcional à vibração velocidade Sem necessidade de alimentação externa ou condicionamento de sinal. Opera com base nos princípios da indução eletromagnética — um ímã suspenso por molas move-se em relação a uma bobina quando ocorre vibração, gerando uma tensão proporcional à velocidade relativa entre a bobina e o ímã, que é igual à velocidade de vibração.

Os transdutores de velocidade foram os sensores de vibração dominantes das décadas de 1950 a 1980 e ainda são usados em instalações de monitoramento permanentes e em alguns instrumentos portáteis. No entanto, eles foram amplamente substituídos por acelerômetros Em novas instalações, devido ao tamanho reduzido dos acelerômetros, à faixa de frequência mais ampla e à capacidade de frequência mais alta necessária para a detecção de defeitos em rolamentos.

Princípio de operação

Indução eletromagnética

  • Ímã permanente suspenso por molas dentro da bobina
  • A vibração movimenta a carcaça e a bobina.
  • A inércia do ímã o mantém relativamente estacionário (acima da ressonância).
  • Movimento relativo entre a bobina e o ímã
  • O movimento induz tensão na bobina (Lei de Faraday: V ∝ velocidade)
  • A tensão de saída é diretamente proporcional à velocidade de vibração.

Autogerador

  • Não requer alimentação externa.
  • Transdução passiva
  • Conexão simples (dois fios)
  • Intrinsecamente à prova de falhas (sem problemas de falha de energia)

Características

Resposta de frequência

  • Limite de baixa frequência: Frequência natural (normalmente 8-15 Hz)
  • Faixa de utilização: Acima de 2× a frequência natural (mínimo de 16-30 Hz)
  • Limite de alta frequência: Normalmente entre 1 e 2 kHz
  • Resposta plana: Ampla região plana na faixa utilizável
  • Ideal para: 10-1000 Hz (frequências gerais de máquinas)

Sensibilidade

  • Valores típicos: 10-500 mV por polegada/segundo (400-20.000 mV por mm/s)
  • Comum: 100 mV/pol/s ou 4000 mV/mm/s
  • Maior sensibilidade para aplicações com baixa vibração.
  • Menor sensibilidade para medições de alta vibração

Tamanho e peso

  • Relativamente grande (50-100 mm de comprimento, 25-40 mm de diâmetro)
  • Pesado (tipicamente entre 100 e 500 gramas)
  • Muito maiores que acelerômetros
  • A massa pode afetar a medição em estruturas leves.

Vantagens

Saída de velocidade direta

  • Mede a velocidade de vibração diretamente (sem necessidade de integração).
  • Atende às especificações das normas ISO (velocidade RMS)
  • Processamento de sinal simples
  • Natural para análises baseadas em velocidade

Autogerador

  • Não requer energia
  • Conexão simples de dois fios
  • Não pode falhar devido à perda de energia.
  • Custo de sistema reduzido (não necessita de fonte de alimentação)

Boa resposta em baixas frequências

  • Utilizável até 10-15 Hz (melhor que muitos acelerômetros)
  • Adequado para máquinas de baixa velocidade (até aproximadamente 600 RPM)
  • Ideal para aplicações que correspondam à faixa de frequência.

Desvantagens

Resposta de alta frequência limitada

  • Normalmente limitado a um máximo de 1-2 kHz
  • Não é possível detectar defeitos de rolamento de alta frequência (5-20 kHz)
  • Inadequado para análise de envelope.
  • Principal limitação em comparação com acelerômetros

Tamanho e peso

  • Sensores grandes e pesados
  • Difícil de montar em máquinas pequenas.
  • A carga de massa afeta estruturas leves.
  • Menos portáteis que acelerômetros

Fragilidade

  • As molas internas e o ímã móvel podem ser danificados por impactos.
  • Sensível ao tratamento de abusos.
  • Pode ser danificado por quedas.
  • Exigem mais manutenção do que acelerômetros de estado sólido.

Limitações de temperatura

  • A força do ímã diminui com a temperatura.
  • Normalmente limitado a 120°C
  • Menos capacidade do que acelerômetros em modo de carga.

Onde ainda é usado

Instalações permanentes legadas

  • Sistemas de monitoramento de turbomáquinas mais antigos
  • Substituição idêntica de instalações existentes
  • Mantém a compatibilidade com os sistemas existentes.

Aplicações de baixa frequência

  • Equipamento de velocidade muito baixa (< 300 RPM)
  • Onde a faixa de frequência de 10 a 1000 Hz é adequada.
  • Monitoramento de velocidade simples, sem necessidade de altas frequências.

Requisitos específicos

  • Onde é necessária uma vantagem autogerada
  • Requisitos de segurança intrínseca (sem energia)
  • Saída de velocidade direta preferencial

Montagem

Métodos

  • Montagem com pino em furos roscados (mais comum)
  • Suporte de montagem com placas adaptadoras
  • Montagem magnética (se a superfície for magnética e o sensor não for muito pesado)

Considerações

  • Montagem rígida essencial (sensor pesado)
  • Aperte bem para evitar vibração do sensor.
  • Verifique se a superfície de montagem está plana e limpa.
  • Alívio de tensão do cabo para evitar tração

Alternativas modernas

Por que os acelerômetros são preferidos?

  • Muito menor e mais leve.
  • Ampla faixa de frequência (0,5 Hz – 50 kHz)
  • Melhor para detecção de defeitos em rolamentos
  • Mais robusto
  • Menor custo
  • Tendência da indústria em direção aos acelerômetros

Integração como alternativa

  • Meça a aceleração e integre para obter a velocidade.
  • Obtém medições de velocidade com as vantagens do acelerômetro.
  • Os instrumentos modernos tornam a integração transparente.

Calibração e Manutenção

Calibração

  • Calibração da mesa vibratória
  • Verificar sensibilidade (mV/pol/s ou mV/mm/s)
  • Verifique a resposta de frequência.
  • Calibração anual típica para aplicações críticas.

Manutenção

  • Manuseie com cuidado (evite quedas e impactos).
  • Verifique o estado do cabo.
  • Verifique a segurança da montagem.
  • Teste a saída periodicamente
  • Substitua se houver alterações na sensibilidade ou na resposta.

Embora seu uso em novas instalações esteja diminuindo, os transdutores de velocidade continuam sendo sensores importantes em sistemas de monitoramento permanente existentes e em certas aplicações de baixa frequência. Compreender seu funcionamento, vantagens e limitações é essencial para a manutenção de sistemas legados e para a tomada de decisões informadas na seleção de sensores, especialmente quando os transdutores de velocidade ainda podem ser a escolha ideal para requisitos específicos de baixa frequência, autossuficiência energética ou compatibilidade.

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