Para monitorar e supervisionar máquinas rotativas (bombas, motores, ventiladores, caixas de engrenagens), é natural que você queira usar sistemas de monitoramento de vibração confiáveis e de alta qualidade. Neste artigo, discutimos 11 pontos-chave a serem considerados ao escolher o acelerômetro certo para aplicações industriais.
#1 Faixa de medição de aceleração
A maioria das aplicações industriais usa uma faixa de medição de aceleração de 80g ou 50g.
- Os sensores de 80g oferecem uma faixa de medição dinâmica mais ampla.
- Os sensores de 50g podem cortar o sinal, resultando em sobrecarga do sensor se a amplitude da vibração exceder a faixa de medição. Esse corte é chamado de "clipping" em inglês.
#2 Confiabilidade do sinal de medição durante toda a vida útil do sensor
- Um sensor pode ser afetado por muitos fatores externos, o que afeta sua precisão a longo prazo:
- A estabilização piezoelétrica do cristal PZT minimiza o desvio do sinal por um longo período (vários anos).
- A vedação hermética (de preferência verificada por testes de vazamento de hélio) protege os componentes internos contra contaminação externa e oxidação.
- Verifique se o fabricante fornece dados de confiabilidade, como o tempo médio entre falhas (MTBF), que indica o intervalo médio durante o qual o sensor opera sem falhas.
#3 Tolerância de sensibilidade
Em geral, os acelerômetros industriais têm uma faixa de tolerância de sensibilidade de 5% a 20%. Uma faixa de tolerância de 5% proporciona a mais alta precisão e reprodutibilidade, enquanto uma tolerância mais ampla de 10 a 20% pode ser usada quando o valor exato da sensibilidade pode ser programado no equipamento de aquisição de dados.
As tolerâncias são mais importantes se o seu coletor de dados ou sistema on-line não puder lidar efetivamente com as mudanças de sensibilidade de acelerômetros individuais. Uma tendência de medição pode mostrar desvios significativos ao trocar sensores com uma tolerância de 20%.
#4 Aceleração versus velocidade
Os sensores de aceleração e velocidade detectam diferentes tipos de falhas na máquina:
- Na maioria das aplicações, os sensores de velocidade são usados porque um sinal de velocidade é geralmente o melhor indicador para monitorar a condição da máquina, adequado para máquinas/componentes de rotação lenta e rápida.
- O sinal dos acelerômetros pode ser convertido em velocidade por meio da integração quando a sensibilidade e a qualidade adequadas são escolhidas.
- A medição da aceleração é mais adequada para monitorar as frequências das engrenagens e para a detecção precoce de problemas nos rolamentos.
- O sinal dos acelerômetros pode ser convertido em velocidade por meio da integração, permitindo que ambos os tipos de medição sejam registrados com um único sensor.
- Para ambas as soluções, há várias opções para o sinal de saída: saída superior ou lateral, uma variedade de sensibilidades e tolerâncias, cabeamento integral e certificações para áreas de risco.
#5 Certificações para áreas de risco
Os sensores de vibração estão disponíveis com certificações para quase todos os tipos de áreas de risco encontradas em ambientes industriais (ATEX). Ao escolher o acelerômetro, verifique se ele é adequado para a zona correta onde será instalado.
#6 Frequência ressonante do sensor
As frequências de medição próximas à frequência ressonante do sensor podem causar leituras errôneas. O sinal pode ser cortado, resultando em sinais fantasmas de baixa frequência. As frequências ressonantes do sensor devem ser aproximadamente o dobro da frequência de medição mais alta esperada.
#7 Faixa de temperatura
Determine com antecedência qual será a temperatura no local em que o acelerômetro será instalado. A temperatura ambiente influencia muito o tipo de acelerômetro adequado para a aplicação.
- Os acelerômetros industriais padrão com eletrônica incorporada são limitados a 120°C.
- Os componentes de alta qualidade permitem que alguns sensores operem em temperaturas de até 150°C.
- Os acelerômetros piezoelétricos, que não contêm circuitos eletrônicos internos, operam normalmente até 260°C.
- Elementos especiais de sensores de alta temperatura permitem a operação em temperaturas de até 760°C, mas esses sensores também exigem outras considerações, o que torna importante equilibrar os requisitos de temperatura com fatores como custo e robustez.
#8 Cabeamento
Há muitas opções para o cabeamento do acelerômetro, por isso é importante considerar os seguintes pontos:
- As passagens de cerâmica/metal separam os componentes internos do sensor do cabo para manter toda a umidade e contaminação fora do sensor.
- Testar os sensores somente no nível de pressão especificado nas especificações pode não detectar uma fratura. Para aplicações subaquáticas, os sensores também devem ser testados em vários níveis de pressão para detectar problemas.
- Para aplicações subaquáticas profundas, deve ser usado um cabo com isolamento que evite danos em caso de entrada de água.
#9 - Isolamento e alojamento
O design do sensor e dos cabos deve proteger o sinal de fatores ambientais que possam afetar os dados:
- É necessário usar um cabo blindado em que a blindagem continue até a caixa de junção (não apenas até o sensor) para evitar loops de aterramento e cargas estáticas.
- Os sensores devem ser projetados para resistir a ESD (descarga eletrostática) de até 20.000 volts, mas essa especificação geralmente não está listada nas folhas de dados e deve ser solicitada ao fabricante.
- As almofadas de montagem podem fornecer isolamento (até 1.500 volts) em ambientes onde há diferenças de potencial de alta tensão, alto acúmulo de carga estática ou condições incertas de aterramento.
#10 - Faixa de medição
Os sensores de 100 mV/g são mais comumente usados para monitorar equipamentos rotativos industriais, mas há exceções:
- Sensores de 10 mV/g para aplicações de alta força-g, como turbinas de alta velocidade ou monitoramento do segundo e terceiro harmônicos de frequências de engrenagens.
- Sensores de 500 mV/g para aplicações de baixa frequência, como o monitoramento de pás de turbinas eólicas ou máquinas de rotação lenta em torres de resfriamento.
#11 - Suporte técnico
Dado o número de considerações importantes ao escolher o acelerômetro, o suporte técnico do fabricante e uma equipe de vendas competente são cruciais para selecionar o acelerômetro certo para a sua aplicação. A Istec pode orientá-lo na ampla gama de acelerômetros e ajudá-lo a escolher o sensor certo para várias aplicações industriais. Nossos especialistas, com anos de experiência em medições e sensores de vibração, também podem realizar a instalação ou ajudá-lo nesse processo.
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