Medición periódica de espectros y valores globales

Las medidas periódicas (también llamadas en ruta) se realizan con equipos portátiles, estos equipos atendiendo a su capacidad de análisis se pueden clasificar como:

Vibrómetros de valor global: Analógicos y Digitales.

Analizadores de frecuencia: Analógicos de banda de ajuste y Digitales FFT en tiempo real.

Los vibrómetros son instrumentos que reciben la señal eléctrica de un transductor y la procesan (filtrado, integración) para obtener el valor del nivel global de vibración. La mayoría de ellos están diseñados para tomar medidas según determinadas normativas de severidad de vibración. Por ejemplo, según la norma ISO 2372 se debe medir el valor de vibración en velocidad RMS, en un rango de frecuencia entre 10 y 1.000 Hz.

Las principales ventajas de estos instrumentos son su fácil manejo, su poco peso y el coste asequible. Sus limitaciones son grandes, pues sólo sirven para medir amplitudes, ya que no están provistos de frecuencímetros. Otra de sus limitaciones hace referencia al rango de frecuencia, tanto por debajo (frecuencias subarmónicas en problemas de desgaste de correas, remolino de aceite, roces, etc.) como por encima (frecuencias de defectos en engranajes, rodamientos, cavitación, lubricación, etc.) del rango de medida.

Figura 30: Vibrómetro.

Pero la limitación más importante de los vibrómetros es la imposibilidad de determinar la frecuencia a la que se produce la vibración y, por lo tanto, su origen mecánico. En la actualidad, el desarrollo de la instrumentación para medir vibración ha sido tan grande que ya existen en el mercado pequeños aparatos que, por un coste bastante razonable, realizan el análisis FFT y obtienen el espectro de frecuencia, permitiendo distinguir unos problemas de otros.

Los analizadores de frecuencia son pequeños ordenadores portátiles. Su principal virtud es la gran capacidad de diagnóstico de problemas asociados a frecuencias características de problemas mecánicos en elementos rotativos. Estos analizadores pueden ser analógicos de banda ajustable o digitales con microprocesador integrado FFT. Los primeros son antiguos, pesados, lentos e incómodos de manejar. Los segundos obtienen el espectro en tiempo real y disponen de multitud de funciones de ayuda al análisis.

Estos ordenadores normalmente son muy robustos, pero el precio de su robustez (aparte del puramente económico) es que sus prestaciones son muy inferiores a lo que cabría esperar. Normalmente estos colectores están basados en procesadores de la familia Intel 8086, o 80286, con unas velocidades de proceso bajas, y con muy poca memoria disponible para el almacenamiento de medidas.
Entre las marcas que dominan el mercado destacan Pruftechnik, CSI, Predict, Bently Nevada, Entek IRD, Bruel & Kjaer, Diagnostic Instruments, Framatome, Schenck.

Figura 31: Analizador de frecuencia.

Las medidas en ruta se suelen realizar con un sensor (normalmente un acelerómetro) que se va fijando en los distintos puntos de medida situados en la máquina. La identificación de estos puntos en la máquina se puede realizar simplemente con pintura, aunque es más recomendable el empleo de una base fija para asegurar la repetibilidad de las medidas. Así mismo, el tipo de sujeción con la cual se conecta el acelerómetro a la máquina es determinante en la calidad de la medida de vibración obtenida.

La sujeción manual, ampliamente usada hasta hace unos años, ha dado paso a otro tipo de fijaciones de mayor calidad, como puede ser el empleo de imanes o la conexión rígida a elementos de fijación en la propia máquina. La identificación de los puntos de medida también se ha visto mejorada con la introducción de elementos de ayuda, como el empleo de códigos de barras.

Sea cual sea el sistema empleado para la medida, todos los datos quedan guardados en la memoria del colector. Esta memoria suele ser, como ya se ha comentado, bastante limitada, y normalmente volátil (se pierde cuando se agotan las baterías). Por tanto, para realizar las tendencias de vibración (elemento fundamental en el mantenimiento predictivo) hay que descargar estas medidas en un ordenador de sobremesa, dotado de un paquete específico de software. Esta descarga se realiza normalmente a través del puerto serie del ordenador, cuya baja velocidad hace que el proceso pueda requerir bastante tiempo.

El tiempo empleado en la medida de vibraciones, así como el usado en el procesado de estos datos por el ordenador, tiende a minimizarse, ya que es un tiempo que no implica ningún valor añadido. Hay que tener en cuenta que el verdadero valor obtenido por el mantenimiento predictivo, y en el que habría que invertir todo el tiempo posible, es en el análisis de las vibraciones, no en su toma. Por tanto, se han desarrollado métodos para disminuir el tiempo de medida de vibraciones (sensores triaxiales, fijaciones especiales,...), así como el de análisis (sistemas automáticos de diagnóstico).

Aquellos puntos de medida que son de difícil o peligroso acceso, se suelen dotar de sensores colocados de forma permanente. Estos sensores se cablean hasta una caja de conexiones, a la cual se conecta el colector durante la toma de medidas en ruta.

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