Como os sensores de vibração medem a aceleração para rastrear a saúde da máquina?

o monitoramento da condição das máquinas está intimamente ligado ao maior programa de manutenção preditiva. O objetivo da manutenção preditiva é reduzir ou eliminar a falha totalmente repentina e catastrófica da máquina, monitorando ativamente os componentes que são críticos para a função da máquina. Ao monitorar componentes como motores, ventiladores, bombas e outros componentes constituintes, como rolamentos e acompanhar parâmetros como temperatura e vibração, e usando algoritmos para analisar dados coletados dessa maneira, as falhas podem ser evitadas antes que aconteçam.

uma das técnicas mais comuns usadas no monitoramento de condições é a análise de vibração. Basicamente, este método usa sensores para monitorar vibrações em uma máquina e Componentes da máquina. Esses dados são então analisados posteriormente para determinar se há um desvio da operação normal e se e que tipo de intervenção é necessária.

os sensores de vibração são amplamente utilizados para medir a vibração. Os sensores de vibração típicos medirão a vibração dos componentes da máquina, como eixos e rolamentos de equipamentos rotativos, como motores e bombas. Os próprios sensores de vibração são baseados em vários tipos diferentes de técnicas operacionais, incluindo as mais comuns baseadas em acelerômetro. Outros sensores de vibração operam usando strain gages, microfones ou sensores baseados em pressão, ou outros tipos de técnicas de medição.

então, como funcionam os sensores de vibração? No coração do tipo mais comum de sensor de vibração é um acelerômetro. Todos os acelerômetros medem a aceleração, que é uma força. Em essência, mede o grau de movimento de um objeto. Portanto, em certo sentido, não é a vibração que é medida diretamente, mas sim uma força detectada que é identificada como vibração.

um dos tipos mais comuns de sensor de vibração usa um sensor piezoelétrico cerâmico ou acelerômetro. O acelerômetro mede a aceleração dinâmica de um objeto físico usando a tensão gerada a partir do efeito piezoelétrico. Basicamente, alguns materiais exibem a capacidade de produzir uma tensão em resposta a um estresse mecânico. Esses materiais, ou cristais, formam a parte central dos acelerômetros usados em sensores de vibração. Assim, uma aceleração é transmitida a uma massa dentro do acelerômetro que gera uma força proporcional no cristal piezoelétrico. Essa força no cristal gera uma carga elétrica proporcional à força, que é a aceleração.

os acelerômetros piezoelétricos oferecem uma série de benefícios. Por um lado, sua resposta de alta frequência, linearidade em uma ampla faixa de frequência e ampla largura de banda ajudam na medição de vibrações de alta frequência. Especialmente em aplicações industriais, os sensores de vibração geralmente têm alguns recursos que garantem uma operação confiável a longo prazo. Isso inclui uma ampla faixa de temperatura operacional, várias opções de embalagem diferentes e estabilidade a longo prazo.

a seleção do sensor de vibração correto começa com a compreensão das características esperadas do sinal a serem medidas e de qualquer um dos fatores ambientais que devem ser levados em consideração, como faixa de temperatura ou ambientes perigosos. A partir disso, pode-se conhecer a faixa de sensibilidade e a faixa de frequência necessárias a partir de um sensor. A faixa de sensibilidade depende de conhecer a amplitude de vibração esperada que o sensor provavelmente encontrará. Da mesma forma, a faixa de frequência também pode ser estimada ou conhecida a partir de dados de frequência anteriores da máquina ou componente a ser monitorado.