A continuación, se detallan los principales instrumentos y herramientas utilizadas para este fin.
- Vibrómetro
a. El nivel efectivo (RMS) de la vibración.
b. El valor pico de la vibración
c. El valor pico- pico de la vibración.
Esta indicación es realizada para un determinado intervalo de tiempo de la medición, así como para una banda de frecuencia específica, que puede ser, por ejemplo, de 10 a 1000 Hz. El intervalo de frecuencias impuesto (los cortes) sirve para reducir el ruido de alta y baja frecuencias no deseable en la medición.
En la fig. 1 se muestra la medición de la vibración de una máquina mediante el acelerómetro acoplado al vibrómetro; donde este último se simboliza por etapas para su mejor descripción. Por lo general, el valor efectivo (o el valor pico) de la vibración es comparado con las cantidades previamente fijadas, como alerta o parada, correspondientes a la máquina rotatoria que se mide.
Como puede apreciarse, el vibrómetro está constituido de diferentes etapas: amplificación, filtro, potenciación cuadrática, promediación e indicación. Los vibrómetros pueden llegar a ofrecer muchas otras opciones, con la peculiaridad de encarecer más al instrumento. En el paso de indicación el instrumento puede venir calibrado en la magnitud requerida, como puede ser, en m/s; m/s^2 ; etc.
Para medir el valor RMS se necesita la operación de radicalización, la que se efectúa simplemente utilizando escalas no lineales del instrumento indicador. De lo contrario se realiza electrónicamente, mediante el circuito correspondiente. De igual manera, la etapa cuadrática puede desarrollarse con equipamiento de características parabólicas. La etapa de promediación se ejecuta con la integración en el tiempo de la señal analógica, lo cual se puede realizar mediante la integración de un amplificador.
Los vibrómetros actuales cuentan con un transductor, sistema de adquisición de datos, visualización local o una salida a la computadora. El transductor es el implemento que convierte la vibración en una señal eléctrica que se lee en el medidor para el nivel de vibración.
La compañía Bruel & Jaer ofrece los modelos más recientes, ya disponibles el mercado:
- Analizador Portátil de Vibraciones modelo 2250 H - Tipo 2250-H. El Analizador de vibraciones modelo 2250 H puede ser utilizado en un amplio espectro de medidas de vibración y con una gama de acelerómetros dependiendo del nivel, posición y ambiente en el que se van a realizar las mediciones.
- Engine Vibration Test Kit - Tipo 3656. Es una herramienta dedicada para la inspección sobre el terreno de todas las familias Turbomeca de motores de helicóptero Las mediciones de ensayo de vibraciones se realizan de acuerdo con el manual de mantenimiento del motor respectivo.
- Acondicionador de Señales.
Amplifica las señales débiles e iguala la impedancia de salida del transductor con la de la entrada al equipo de medición. Mediante los acondicionadores de señales se mejora el rendimiento y la fiabilidad del sistema de medición. Un sistema típico incluye el hardware de acondicionamiento de señal, que trabaja para una interfaz entre las señales en bruto y los productos de los transductores en el dispositivo de medición. El amplificador acondicionador suministrará aislamiento eléctrico y filtrado al sistema de amplificación de la señal.
- Softwares para Registro y Análisis de Frecuencias
Previamente, eran utilizados para este fin, osciloscopios con memoria y registradores o graficadores en papel. Con los avances tecnológicos, en la actualidad, estas tareas son realizadas mediante computadoras a las que se incorporan softwares tanto para registro o adquisición, como para análisis de señales.
- Software de Adquisición. Existen softwares de análisis en tiempo real y de post-procesado que ofrecen una amplia gama de soluciones para grabación de señales en bruto, análisis en tiempo real y gestión de datos. Como ejemplo de este tipo de softwares, Bruel & Jaer ofrece el PULSE LabShop y PULSE Reflex.
- Software de Análisis. Algunos de los análisis que se realizan en la actualidad, mediante softwares son: análisis de octava, orden, envolvente, espectro, de respuesta en estado estacionario, entre otros. Algunos de estos se detallan a continuación:
Análisis FFT. Utiliza el algoritmo de Transformación Rápida de Fourier para calcular el espectro de una señal en el dominio del tiempo, y es el tipo más común de herramienta de análisis espectral disponible en la actualidad.
Análisis de Orden. Las vibraciones están determinadas por las propiedades estructurales de la partes móviles y fijas de la máquina. Al relacionar los espectros con las RPM de las partes giratorias, el análisis de orden revela los mecanismos de la vibración y el sonido brindando información sobre velocidades críticas, frecuencias de excitación y datos de estabilidad.
- Excitadores de Vibraciones.
Para realizar ensayos se vibraciones se suelen utilizar equipos para producir vibraciones en el elemento a estudiar. Entre los tipos de excitadores podemos mencionar:
- Electrodinámicos: Constan principalmente de un oscilador eléctrico sinusoidad y del excitador electrodinámico. El oscilador produce una señal eléctrica sinusoidal de frecuencia variable y de determinada magnitud. El excitador se encarga de transformar la señal eléctrica producida por el oscilador a un movimiento o vibración que se utiliza para excitar el sistema a estudiar.
Brüel & Kjær ofrece la gama más completa de vibradores electrodinámicos para ensayar objetos de cualquier tamaño, desde un semiconductor a un satélite completo. Ver más.
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