Sistemas de medición de vibraciones - IEscrito por Dennis Espinoza

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Existe una determina serie de sistemas de medición de vibraciones de maquinaria disponibles en la actualidad los cuales tienen funciones y características definidas que ayudarán a proteger las máquinas así como a determinar cuáles son los componentes que presentan falla.Todos estos sistemas están compuestos de uno o varios sensores que se encargan de transformar la energía mecánica en una señal eléctrica y conducirlos a un instrumento capaz de adquirir y procesar las señales y a partir de este procesamiento brindar valores, gráficos, comandos, etc.Resulta útil realizar una primera caracterización de los diferentes tipos de sistemas de medición de vibraciones:

1. Sistemas de medición portátiles

Estos sistemas pueden realizar funciones tan básicas como medir sólo el nivel global de vibración de la máquina hasta realizar mediciones complejas tales como la que la forma de deflexión operacional (ODS) razón por la cual es necesario clasificarlos de acuerdo a sus capacidades.

a. Nivel 1: Los sistemas portátiles de Nivel 1, comúnmente llamados "vibrómetros", están basados en equipos capaces de medir uno o más parámetros operativos de las máquinas, partiendo del nivel global de vibración, pasando por la medición del estado de rodamientos y otros considerados útiles para conocer de forma rápida si el estado de la máquina es bueno o no. Estos sistemas son empleados para "detectar" la presencia de problemas mecánicos y son la herramienta básica para implementar un programa de mantenimiento predictivo si cuentan con la capacidad de almacenamiento de datos, conexión con un programa de gestión (software) y recolección de datos en ruta.

b. Nivel 2: Son conocidos como Analizadores FFT o Analizadores de Vibración. La función FFT permite identificar cuáles son las frecuencias dominantes en una vibración en un gráfico conocido como espectro FFT y así correlacionar estas frecuencias con los componentes de la máquina y de esta manera "diagnosticar" donde se está presentando una o más fallas en la misma. Al igual que en los instrumentos de Nivel 1, sus capacidades de memoria, recolección de datos y software, potencian su aplicación al momento de implementar un programa de Mantenimiento Predictivo o depurar un análisis de falla.

c. Avanzado: Es común, que al momento de hacer un análisis FFT, se comentan errores de diagnóstico ya que las frecuencias dominantes encontradas pueden pertenecer a distintos elementos de máquinas, por ejemplo, el desbalance de masa se ve en el espectro FFT como un pico dominante a la frecuencia de giro del eje, pero un desalineamiento entre ejes también puede verse como tal, incluso la holgura en cojinete aparece como un pico similar así como algunos tipos de resonancia. Esa es la razón por la que el análisis FFT no siempre tiene la última palabra en cuanto al diagnóstico de falla, sino que es necesario hacer pruebas adicionales para descartar otros tipos de problemas o respaldar el diagnóstico previo logrado mediante el análisis espectral.

2. Sistemas de medición permanenteEstos sistemas se pueden clasificar en dos grupos: sistemas de protección y sistemas de supervisión.

a. Protección: Los sistemas de medición permanente de protección realizan mediciones de Nivel 1 (vibración global, estado de rodamientos) y se clasifican a su vez de acuerdo a su arquitectura en Sistemas Dedicados y Sistemas Compartidos.

i. Un sistema compartido es un tipo de protección básico contra altas vibraciones el cual consta de un elemento de medición de vibraciones, mecánico o electrónico, cuya única función es mandar una señal hasta otro dispositivo como ser un PLC o una tarjeta de adquisición de datos a fin de que una vez que la máquina alcance un nivel global de peligro, emita una alarma o detenga el funcionamiento. También es común usar en este tipo de protección transmisores de vibración con señal de 4 a 20 mA conducidos hasta la entrada analógica de un PLC o DCS para visualizar un valor de vibración correlacionado.ii. Tal como su nombre lo indica, un sistema de protección dedicado, está concebido específicamente para controlar las vibraciones de la máquina en tiempo real y permite además hacer las funciones de un sistema compartido ya que permite emitir alarmas, paradas, llevar las señales a sistemas SCADA y comunicarse con sistemas de medición portátiles a fin de colectar señales de Nivel 2 o avanzado, y dependiendo del tipo de

apoyos de la máquina, se seleccionará un sistema para medición de vibraciones relativas (para cojinetes de deslizamiento) o para medición de vibraciones absolutas (para rodamientos)

b. Supervisión: Un sistema de supervisión permanente mide vibraciones de Nivel 1 y Nivel 2 en las máquinas y envía los resultados hasta una PC para que estos sean analizados. Este tipo de sistema es capaz de realizar todas las funciones de los sistemas de protección con una excepción referente al tiempo real. Un sistema de supervisión permanente permite automatizar el proceso de recolección de datos por lo que el tiempo invertido en esta labor se aprovecha a favor del tiempo de diagnóstico de fallas de las máquinas. Como las máquinas se clasifican como estándar, aquellas que tienen condiciones de operación constantes, y complejas, aquellas que tienen condiciones de velocidad y carga variable, los sistemas de supervisión permanente estarán orientados a la supervisión de máquinas estándar o complejas.

VIBROTIPVisto: 682

VIBROTIP es un colector de datos portátil, extremadamente robusto, es fácil de utilizar e incluye cinco indicadores del estado de la máquina. Este colector de datos es una herramienta básica que permite recolectar valores globales y se usa principalmente en la fase de "detección" de variaciones en la condición de las máquinas (Nivel 1).Todos los sensores están integrados dentro del VIBROTIP, sin cables incómodos o conectores frágiles.El software de PC OMNITREND archiva automáticamente todos los datos, indica alarmas y advertencias y programa el VIBROTIP con todas las mediciones deseadas.Características principales

o 1 canal de medición análogo (vibraciones)

o Modo ruta (colector de datos)

o Pantalla de LED fijos segmentados

o Simple operación de 3 teclas

o Operación con batería

o Peso muy reducido de solo 300 g

Herramienta de medición 5-en-1VIBROTIP le proporciona sensores integrados para los 5 parámetros de condición de máquina más importantes:1. Severidad de vibración2. Condición de rodamiento3. Velocidad de rotación4. Temperatura5. Cavitación de bombas

El transductor del VIBROTIP mide vibraciones de máquinas de 10 Hz a 1kHz.Impulsos de choque de altas frecuencias de rodamientos son medidos con un transductor externo.Mediciones de velocidad de rotación sin contacto desde 60 hasta 30,000 RPM.Temperatura: el tallo flexible mantiene el contacto apropiado de la punta de prueba. También mide la temperatura de líquidos.

Diseño robustoVIBROTIP ofrece una cubierta resistente, recubierta de goma y diseñada para asimilar las arduas tareas diarias de mantenimiento. Todos los elementos de operación son muy

robustos y soportan fácilmente los inevitables choques, los líquidos que salpican y la suciedad que provienen del entorno de trabajo.

VIBROTIP para todosVIBROTIP – Paquete multímetro

Código: VIB 8.635

Este multímetro contiene todas las características básicas de VIBROTIP, pero no puede ni podrá ser usado con el programa OMNITREND al tratarse de un paquete de bajo costo.Las funciones de medición de VIBROTIP son:• Medición de nivel global de vibración• Medición de estado de rodamientos• Medición de velocidad de rotación de ejes• Medición de temperatura por contacto• Medición de cavitación en bombas

VIBROTIP – Paquete de mantenimiento

Código: VIB 8.820

Ofrece un medio económico de obtener todos los beneficios del instrumento de monitoreo de estado de máquinas VIBROTIP, permitiendo medir niveles globales de vibración, estado de rodamientos, temperatura, velocidad de rotación y cavitación y realizar el correspondiente almacenado de estos datos en su memoria, mientras mantiene la posibilidad de ser actualizado más delante de "Paquete de Mantenimiento" a "Paquete de tendencias" para conexión con OMNITREND.

VIBROTIP – Paquete de tendencias

Código: VIB 8.830

Provee todas las características para evaluar el estado de las máquinas mediante la medición de vibraciones a nivel global, estado de rodamientos, temperatura, velocidad de rotación y cavitación, e incluye la evaluación automática de estas tendencias por medio del software OMNITREND

VIBSCANNERVisto: 603

Instrumento portátil avanzado para el monitoreo de condiciones de máquinas (Nivel 1 / Nivel 2)VIBSCANNER es un instrumento de medición y diagnóstico, para la grabación y el almacenamiento de condiciones de máquinas. Los transductores requeridos están integrados en el instrumento, con lo que se elimina el tiempo necesario para cambiar los diferentes tipos de transductores y cables.VIBSCANNER también es un colector de datos. Lo puede usar para transferir resultados almacenados a su PC. El software de PC OMNITREND procesa los datos y verifica si alguno de los límites de alarmas ha sido excedido. Para visualizar los resultados, los datos son desplegados de manera gráfica en un diagrama (tendencias, espectro, señal de tiempo). La función de reporte soporta la documentación y el almacenamiento de los datos de máquina adquiridos.

Características principales

o Sensores integrados para:Casi cualquier tipo de sensor puede ser usado (corriente, voltaje, desplazamiento, ICP,..)

o velocidad, aceleración y desplazamiento vibracional

o condición de rodamientos (impulso de choque)

o RPM, temperatura, cavitación

o

o Medición / entrada de parámetros de procesos

o (por ejemplo flujo, presión, niveles, etc.)

o Evaluación de los resultados de medición en comparación con límites de advertencia / alarma (ISO)

o A prueba de choques, impermeable (IP 65)

o Versión intrínsecamente segura (ATEX) como opción

o Actualizaciones de firmware gratuitas y descargables de Internet

Paquetes disponibles por código

VIB 5.460

VIBSCANNER Paquete de mantenimiento (sin OMNITREND), incluye medición de niveles globales de vibración, temperatura, RPM, shockpulse, cavitación y espectro FFT.

VIB 5.464

VIBSCANNER Paquete de tendencias con OMNITREND, incluye medición de niveles globales de vibración, temperatura, RPM, shockpulse, cavitación, espectro FFT y licencia para OMNITREND.

VIB 5.460-B1P

VIBSCANNER Paquete de balanceo en 1 plano (sin OMNITREND)

VIB 5.460-B2P

VIBSCANNER Paquete de balanceo en 2 planos (sin OMNITREND)

VIB 6.142RSET

Set de sensor externo de medición de vibración que incluye acelerómetro, cable y soporte magnético.

VIBXPERTVisto: 2239

 

Interfaces de VIBXPERT

VIBXPERT es un colector de datos y analizador de señales FFT de alto rendimiento para uno o dos canales y que permite el simple monitoreo de condiciones de máquinas, que son usadas en las industrias de generación de energía, petroquímica, de pulpa y papel, etc. VIBXPERT recolecta datos incluyendo información de vibración, estado de rodamientos y datos de procesos, e integra toda esta información de mantenimiento en la plataforma de software de PC OMNITREND. 

Características Principales

o Dos canales sincrónicos de medición de vibraciones para diagnóstico de fallas complejas de maquinaria

o Capacidad ilimitada de almacenamiento a través de tarjetas Compact Flash reemplazables.

o Cuatro luces LED de alarma (roja-amarilla-verde-azul) según estándares ISO

o Un sensor de luz diurna controla la iluminación del teclado

o A prueba de polvo y salpicaduras (IP65) - ideal para su uso en ambientes industriales exigentes

o Conector para termocuplas tipo K

o Salida de señal: auriculares y luz estroboscópica

o Pantalla grande retroiluminada (½ VGA: 480 x 320 píxeles, 16 niveles de gris) para una sencilla lectura, presentación e interpretación integral de datos

o Operación con palanca de mando de fácil uso

o Conectores de cables codificados con colores

o Alimentado con batería Litio Ion de última generación

para al menos 8 horas de operación

o Carga inteligente de batería interna

o Gestión de energía (iluminación de pantalla)

o Completamente incorporable a redes

o Conexión a PC mediante USB, Ethernet, RS232.

Funciones y mediciones con VIBXPERT

o Vibración de máquina:

o Desplazamiento, velocidad, aceleración

o valores totales

o espectro FFT

o señal en el tiempo (forma de onda)

o envolvente (diagnóstico de rodamientos)

o para velocidades tan bajas como 2 Hz

o integración o derivación de señales off-line

o evaluación en base a alarmas de ISO 10816-3 odefinidas por usuario

o Parámetros de proceso RPM, temperatura, otros (presión, flujo, etc)

o Ingresos manuales Inspección visual, datos manuales, comentarios y eventos

o Diagnóstico avanzado

o Medición de fase en 1 y 2 canales

o Fase normal con señal de referencia/rpm

o Fase cruzada (medida entre 2 canales de vibración)

o Condición de rodamientos

o Medición de impulso de choque

o Base de datos de rodamientos en el instrumento

o Cursores de frecuencias de fallo en instrumento

o Cavitación de bombas

o Colector de datos

o Balanceo (Opcional)

o Símbolos de máquinas para balanceo en 1 y 2 planos

o Guía gráfica al usuario e instrucciones para cada paso de balanceo

o Diferentes tipos de balanceo: por grados, masa fija, por localizaciones, medición con cintas métricas, ‘masa negativa’ permite

taladrar agregados.

o Incluye grados de balanceo de la ISO

o El símbolo de la ‘carita feliz’ aparece cuando se llega a la calidad de balanceo

o Recomendaciones de peso de prueba, localizaciones y masas

o Impresión de reportes vía OMNITREND

o Balanceo puede ser efectuado en velocidad, aceleración o desplazamiento

Paquetes disponibles por código:

VIB 5.630-1E

Paquete básico de diagnóstico, VIBXPERT de 1 canal, incluye: Espectro FFT, Onda en el tiempo, Funcionalidad de ruta.

VIB 5.634-1E

Paquete básico de diagnóstico con software OMNITREND, VIBXPERT de 1 canal, incluye: Espectro FFT, Onda en el tiempo, Funcionalidad de ruta, licencia para OMNITREND.

VIB 5.630-1

Paquete de diagnóstico, VIBXPERT de 1 canal, incluye: Espectro FFT, Onda en el tiempo, Funcionalidad de ruta, funciones de diagnóstico avanzado

VIB 5.634-1

Paquete de tendencias con software OMNITREND, VIBXPERT de 1 canal, incluye: Espectro FFT, Onda en el tiempo, Funcionalidad de ruta, licencia para OMNITREND, funciones de diagnóstico avanzado

VIB 5.634-2

Paquete de tendencias con software OMNITREND, VIBXPERT de 2 canales, incluye: Espectro FFT, Onda en el tiempo, Funcionalidad de ruta, licencia para OMNITREND, funciones de diagnóstico avanzado para 2 canales sincrónicos.

VIBXPERT IIVisto: 2985

VIBXPERT II

Accesorios de VIBXPERT II

Nuevo colector de datos y analizador de señales de operación intuitiva, tiempos de medición rápidos y funciones avanzadas para profesionales y principiantes.

VIBXPERT II es ...

o Intuitivo de operar en su interfaz de usuario gráfico y uso de colores efectivo.

o Rápido gracias a su procesamiento de mediciones optimizado y procesador con tecnología avanzada.

o Ergonómico con un diseño práctico y pantalla a colores brillante.

o Potente debido a sus numerosas funciones de análisis prácticas y plantillas de medición.

o Duradero con baterías de larga vida y alta capacidad de memoria.

El nuevo VIBXPERT II usa el exitoso interfaz gráfico de usuario de su predecesor y debido a la utilización eficaz de los colores en pantalla y las numerosas mejoras en los procesos funcionales, el VIBXPERT II ahora ofrece una facilidad de uso mejorada y permite un trabajo aún más eficaz, orientado a obtener resultados claros y precisos.

Funciones destacadas

o Los íconos intuitivos ofrecen una guía para seleccionar la tarea de medición.

o Análisis de vibración de rotor con órbita, posición estática de rotor y excentricidad.

o Monitorización de bandas estrechas y anchas de frecuencias características en el espectro.

o Prueba de parada de máquina de uno o dos canales con RMS, amplitud o cascada.

o Balanceo en sitio en dos planos. Un 'smiley' aparece cuando se ha logrado el grado de balanceo adecuado.

o Colección de datos basada en ruta con indicaciones claras de la localización de la medición.

Modos de medición

o Multimodo

o Valores globales característicos

o Vibración (Aceleración, velocidad, desplazamiento)

o Corriente, voltaje (AC / DC)

o Impulso de choque (condición del rodamiento)

o Temperatura

o Velocidad rotacional

o Señales

o Espectro de amplitud para aceleración, velocidad, desplazamiento, corriente, volt.

o Espectro envolvente para aceleración, velocidad, impulso de choque, corriente, volt.

o Forma de onda de tiempo para aceleración, velocidad, desplazamiento, corriente, volt.

o Fase, fase de canal cruzado

o Análisis de parada para 1er orden (rastreo): Fase / valor global / espectro sobre RPM se muestra como diagrama de Bode o Nyquist (fase - RPM)

o Orbita

o Cepstrum

o Pruebas de impacto

o Análisis ODS (Operation deflecting shape)

o Ruta

o Juego de tareas de medición para monitoreo de condiciones y diagnóstico de máquinas

o Guía de ruta mediante vista de árbol / lista o gráficos de máquina

o Niveles de optimizador, espectro de tendencia para recopilación rápida de datos

o Grabación (opcional)

o Grabación de valores globales y espectros

o Disparado por intervalo / evento

o Historial previo y posterior

o Balanceo (opcional)

o Balanceo dinámico en 1 o 2 planos bajo condiciones de trabajo o dos canales de medición simultáneos para balanceo estático y dinámico en campo

o Despliegue gráfico del puntero de desbalance incluyendo indicación de cambio de puntero

o Guía de usuario asistida por diálogos

o Evaluación de desbalance residual según DIN ISO 1940

o Modos de corrección especiales seleccionables durante el balanceo: peso fijo, localizaciones fijas, medición con cinta

o Resumen de pesos de corrección

o Coeficientes de influencia pueden ser salvados para repetición de balanceos

o Balanceo en 1 plano con niveles de vibración minimizados en un 2do plano de control

o Software de balanceo está incluido en el VIBXPERT II - solamente se requiere la clave de registro para activar esta función opcional; no es necesario actualizar el instrumento.

VIBXPERT II para todos

Paquete 'Data collector / Advanced ', instrumento de 1 canal, sin software para PC

Código: VIB 5.310-1

VIBXPERT II colector de datos FFT y analizador de señales con batería recargable incorporada y firmware para aplicaciones de 1 canal. Existen diversas opciones para una gama de funciones simples, hasta opciones con funciones y herramientas avanzadas

o

o

o acelerómetro industrial con cable de conexión espiral y base magnética para superficies planas y curvas

o fuente de alimentación / cargador

o rígido maletín para el instrumento y accesorios

o estuche de transporte

o 1 cable de conexión USB a PC, 2 m de largo

o Instrucciones de operación y catálogo de accesorios impresos

o 1 CD-ROM con instrucciones de operación, software de PC OMNITREND (versión demo), herramientas del tipo interfaz instrumento-PC (Utility Tool).

Paquete 'Data collector / Advanced ', instrumento de 1 canal, con software para PC OMNITREND

Código: VIB 5.314-1

incluye todas las partes del paquete '1 canal' y adicionalmente:

o

o

o OMNITREND software de PC (versión completa) con detallada ayuda online

o manual para inciarse en OMNITREND, versión impresa

o Licencia para conectar el instrumento VIBXPERT II al software OMNITREND

o Licencia 'single user' para el módulo de generación de reportes profesionales 'OMNITREND Web'

Los paquetes para el instrumento de 2 canales, adicionalmente incluyen:

acelerómetro industrial con cable espiral y base magnética para superficies planas y curvas

Código: VIB 5.310-2 sin software para PC

Código: VIB 5.314-2 con software OMNITREND

Paquete 'Data collector / Basic', instrumento de 1 canal, con o sin software incluye sólo funciones de:

o Medición de espectro FFT

o Medición de onda en el tiempo

o Funcionalidad de ruta

Código: VIB 5.310-1E sin software para PC

Código: VIB 5.14-1E con software OMNITREND para PC