Para monitorizar y supervisar máquinas rotativas (bombas, motores, ventiladores, cajas de engranajes), naturalmente querrá utilizar sistemas de monitorización de vibraciones fiables y de alta calidad. En este artículo, analizamos 11 puntos clave que hay que tener en cuenta a la hora de elegir el acelerómetro adecuado para aplicaciones industriales.
#1 Rango de medición de la aceleración
La mayoría de las aplicaciones industriales utilizan un rango de medición de aceleración de 80 g o 50 g.
- Los sensores de 80 g ofrecen un rango dinámico de medición más amplio.
- Los sensores de 50g pueden recortar la señal, provocando la sobrecarga del sensor si la amplitud de vibración supera el rango de medición. Este recorte se denomina "clipping" en inglés.
#2 Fiabilidad de la señal de medición durante toda la vida útil del sensor
- Un sensor puede verse afectado por muchos factores externos, lo que repercute en su precisión a largo plazo:
- La estabilización piezoeléctrica del cristal PZT minimiza la deriva de la señal a largo plazo (varios años).
- El sellado hermético (preferiblemente verificado mediante pruebas de fugas de helio) protege los componentes internos de la contaminación externa y la oxidación.
- Compruebe si el fabricante facilita datos de fiabilidad, como el tiempo medio entre fallos (MTBF), que indica el intervalo medio durante el cual el sensor funciona sin fallos.
#3 Tolerancia de sensibilidad
Los acelerómetros industriales suelen tener una banda de tolerancia de sensibilidad del 5% al 20%. Una banda de tolerancia del 5% proporciona la máxima precisión y reproducibilidad, mientras que puede utilizarse una tolerancia más amplia del 10-20% cuando el valor exacto de sensibilidad puede programarse en el equipo de adquisición de datos.
Las tolerancias son más importantes si su recopilador de datos o sistema en línea no puede manejar eficazmente las sensibilidades cambiantes de los acelerómetros individuales. Una tendencia de medición puede mostrar desviaciones significativas al intercambiar sensores con una tolerancia del 20%.
#4 Aceleración vs. Velocidad
Los sensores de aceleración y velocidad detectan distintos tipos de averías en la máquina:
- Para la mayoría de las aplicaciones, se utilizan sensores de velocidad porque una señal de velocidad es generalmente el mejor indicador para supervisar el estado de la máquina, adecuado tanto para máquinas/componentes de rotación lenta como rápida.
- La señal de los acelerómetros puede convertirse en velocidad mediante integración cuando se eligen la sensibilidad y la calidad adecuadas.
- La medición de la aceleración es más adecuada para controlar las frecuencias de los engranajes y la detección precoz de problemas en los rodamientos.
- La señal de los acelerómetros puede convertirse en velocidad mediante integración, lo que permite registrar ambos tipos de medición con un solo sensor.
- Para ambas soluciones, existen varias opciones para la señal de salida: salida superior o lateral, una gama de sensibilidades y tolerancias, cableado integral y certificaciones para zonas peligrosas.
#5 Certificaciones para zonas peligrosas
Los sensores de vibración están disponibles con certificaciones para casi cualquier tipo de zona peligrosa de los entornos industriales (ATEX). Al elegir el acelerómetro, asegúrese de que es adecuado para la zona correcta en la que se va a instalar.
#6 Frecuencia de resonancia del sensor
Las frecuencias de medición cercanas a la frecuencia de resonancia del sensor pueden provocar lecturas erróneas. La señal puede cortarse, dando lugar a señales fantasma de baja frecuencia. Las frecuencias de resonancia del sensor deben ser aproximadamente el doble de la frecuencia de medición más alta prevista.
#7 Rango de temperatura
Determine de antemano cuál será la temperatura en el lugar donde se instalará el acelerómetro. La temperatura ambiente influye en gran medida en el tipo de acelerómetro adecuado para la aplicación.
- Los acelerómetros industriales estándar con electrónica incorporada están limitados a 120°C.
- Los componentes de alta calidad permiten que algunos sensores funcionen a temperaturas de hasta 150 °C.
- Los acelerómetros piezoeléctricos, que no contienen circuitos electrónicos internos, suelen funcionar hasta 260°C.
- Los elementos especiales de los sensores de alta temperatura permiten trabajar a temperaturas de hasta 760 °C, pero estos sensores también requieren otras consideraciones, por lo que es importante equilibrar los requisitos de temperatura con factores como el coste y la robustez.
#8 Cableado
Hay muchas opciones para el cableado del acelerómetro, por lo que es importante tener en cuenta los siguientes puntos:
- Los pasamuros cerámicos/metálicos separan los componentes internos del sensor del cable para mantener toda la humedad y contaminación fuera del sensor.
- Si se prueban los sensores únicamente al nivel de presión especificado en las especificaciones, es posible que no se detecte una fractura. Para aplicaciones subacuáticas, los sensores también deben probarse a varios niveles de presión para detectar problemas.
- Para aplicaciones submarinas profundas, debe utilizarse un cable con aislamiento que evite daños en caso de entrada de agua.
#9 - Aislamiento y alojamiento
El diseño del sensor y los cables debe proteger la señal de los factores ambientales que pueden afectar a los datos:
- Es necesario utilizar un cable apantallado en el que el apantallamiento continúe hasta la caja de conexiones (no sólo hasta el sensor) para evitar bucles de masa y cargas estáticas.
- Los sensores deben estar diseñados para resistir descargas electrostáticas de hasta 20.000 voltios, pero esta especificación no suele figurar en las hojas de datos y debe solicitarse al fabricante.
- Las almohadillas de montaje pueden proporcionar aislamiento (hasta 1.500 voltios) en entornos con grandes diferencias de potencial de tensión, alta acumulación de carga estática o condiciones de conexión a tierra inciertas.
#10 - Rango de medición
Los sensores de 100 mV/g son los más utilizados para supervisar equipos rotativos industriales, pero hay excepciones:
- Sensores de 10 mV/g para aplicaciones de alta fuerza de gravedad, como turbinas de alta velocidad o supervisión de los armónicos segundo y tercero de las frecuencias de engranajes.
- Sensores de 500 mV/g para aplicaciones de baja frecuencia, como la supervisión de palas de aerogeneradores o máquinas de rotación lenta en torres de refrigeración.
#11 - Soporte técnico
Dada la cantidad de consideraciones importantes a la hora de elegir el acelerómetro, la asistencia técnica del fabricante y un equipo de ventas competente son cruciales para seleccionar el acelerómetro adecuado para su aplicación. Istec puede guiarle a través de la amplia gama de acelerómetros y ayudarle a elegir el sensor adecuado para diversas aplicaciones industriales. Nuestros especialistas, con años de experiencia en mediciones y sensores de vibraciones, también pueden realizar la instalación o apoyarle en este proceso.
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