Monitoreo de vibraciones: historia y futuro
La tecnología de detección de vibraciones tiene menos de 100 años. Sin embargo, desde entonces, se ha convertido en un elemento básico en entornos industriales y de fabricación, atención médica, teléfonos celulares o tabletas, y más. Detectar la dirección, la intensidad y las fluctuaciones de la vibración es común en el mundo moderno, aún más en espacios industriales o comerciales, donde la inactividad de los activos puede provocar pérdidas de producción o problemas de salud.
Al igual que sucedió con la tecnología durante el siglo pasado, monitoreo de vibraciones Los sensores han evolucionado enormemente desde aquellos tiempos. A principios del siglo pasado, los científicos apenas habían desarrollado acelerómetros; hoy en día, la gente los lleva en el brazo o en el bolsillo. Y, al igual que en la sociedad, si queremos saber adónde vamos, a veces es mejor mirar atrás.
Acelerómetros precomputarizados
Desde 1920 hasta principios de la década de 1940, la tecnología de detección de vibraciones era inexistente. Sin embargo, la exploración científica de las vibraciones estaba en pleno auge. El primer sensor comercializado... acelerómetro Fue un instrumento simple pero pesado diseñado por B. McCollum y OS Peters en 1924. Un año después, los ingenieros lo aplicaron a la arquitectura, la industria aeroespacial, los registros de terremotos y otros usos industriales, aunque todavía no en mantenimiento.
Si bien los primeros acelerómetros encontraron su utilidad, el desarrollo de sensores más pequeños y precisos nunca disminuyó. A mediados de siglo, el acelerómetro piezoeléctrico salió al mercado y aún hoy continúa revolucionando la tecnología de detección de vibraciones.
Detectores de vibraciones industriales
Para la década de 1950, las empresas ya creaban instrumentos de detección de vibraciones a escala de producción en masa. Pioneros en tecnología de vibraciones, como Bruel and Kjaer (B&K), Columbia Research Labs o Gulton Manufacturing, desarrollaron la tecnología de acelerómetros para usos específicos en áreas industriales.
En el apogeo de la Segunda Guerra Mundial, Per V. Brüel y Viggo Kjaer1 Crearon su empresa (B&K). Desarrollaron el primer sensor piezoeléctrico del mundo. acelerómetroHecho con sal de Rochelle. El concepto era simple: al colocar un acelerómetro contra una máquina, se podía determinar la dirección, la intensidad y la frecuencia de la vibración, así como determinar cuándo la máquina podría estar cerca de una falla.
Tecnología de vibración posterior a la Segunda Guerra Mundial
En los años sesenta, se añadieron filtros analógicos ajustables a los medidores para que los usuarios pudieran distinguir entre frecuencias. Resultaron muy útiles para la resolución de problemas de activos con componentes conectados. B&K también lanzó su primer medidor portátil, otra primicia mundial.
Por esa misma época, la detección y el análisis de vibraciones mediante transformada rápida de Fourier (FFT) comenzaron a popularizarse (la FFT es un algoritmo para transformar una señal en el dominio del tiempo en una señal en el dominio de la frecuencia). Estos dispositivos no solo podían capturar, sino también registrar datos. Sin embargo, con un peso aproximado de 75 kg, resultaban bastante impracticables. Para que la tecnología de vibraciones fuera aplicable al mantenimiento diario, debía ser fácil de usar.
A finales de los 80 se produjo una explosión de microprocesadores, tanto para computación personal como industrial. A medida que la tecnología se reducía, se volvía más portátil. En un artículo de 1998 titulado "Más de cincuenta años de historia de los acelerómetros para choques y vibraciones (1940-1996)", Patrick L. Walter fue conciso en su conclusión:
Desde sus inicios, el mercado de los acelerómetros se ha expandido enormemente… El ritmo actual de avance tecnológico en microsensores y microelectrónica indica que la expansión futura de los fabricantes y las capacidades de los acelerómetros se producirá a un ritmo aún más rápido que en el pasado.
Y eso se publicó hace más de 20 años. Desde entonces, tecnología de monitorización de vibraciones Ha ganado fuerza y ha evolucionado aún más.
Dispositivos de vibración más pequeños, más datos
Durante la primera parte del nuevo milenio, la tecnología de vibración continuó reduciéndose, al tiempo que proporcionaba una capacidad de datos cada vez mayor. Esto ocurrió aproximadamente en la época Fluke entró en la contienda con su popular Fluke 810 Medidor de espectro de vibracionesEstos medidores utilizaron un espectro de vibración general para proporcionar una descripción detallada y una representación visual de la severidad de la vibración.
Iteraciones posteriores del Fluke 810, y el posterior 805, podían enviar datos a software en la nube con solo pulsar un botón. Conectar datos a repositorios en la nube y análisis de vibraciones El software abrió el mundo del mantenimiento de vibraciones, pasando de manos de unos pocos a manos de muchos. El análisis de vibraciones ya no era una experiencia costosa; se democratizó. Cualquier persona con cualquier nivel de experiencia podía tomar lecturas de vibraciones, enviarlas al software y preparar el análisis para su revisión.
En la década transcurrida desde su primer producto de detección de vibraciones, Fluke ha diseñado diversos niveles de sensores de detección de vibraciones, desde medidores portátiles hasta la tecnología más avanzada de sensores conectados. Estos sensores fueron lanzados al mercado por Fluke Reliability, la división de Internet Industrial de las Cosas (IoT) de las herramientas de prueba y medición de Fluke.
Análisis del espectro vs. análisis general
Analisis de espectro utiliza FFT para reconstruir la señal del dominio del tiempo utilizando una serie de ondas sinusoidales armónicas.
Análisis global es mucho más simple: tomar la señal original del dominio del tiempo y asignar un valor de vibración general a los datos.
El hoy conduce al futuro
Los sensores actuales y la realidad del mantenimiento predictivo conducen directamente a un futuro de mantenimiento prescriptivo, potenciado por el IIoT. Un futuro en el que el software informará a los equipos de mantenimiento sobre cuándo, dónde y por qué realizar el mantenimiento.
Sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™
Otro lanzamiento reciente de Fluke Reliability incluye la colección de Sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™Estos sensores de alta frecuencia permiten a los equipos de mantenimiento supervisar los datos y obtener información más detallada. Identificar la causa raíz de la falla ayuda a los equipos de mantenimiento a mantener la fiabilidad de los activos y prolongar su rendimiento operativo óptimo. Además de los sensores, el sensor de vibración para análisis también incluye servicios de expertos en fiabilidad de Fluke.
Cartera de vibraciones de Prüftechnik
Prüftechnik también tiene una amplia experiencia en tecnologías de mantenimiento predictivo, con soluciones como dispositivos portátiles herramientas de medición de vibraciones, sensores cableados y servicios de monitoreo de condicionesEn cuanto a dispositivos portátiles de recolección y análisis de vibraciones, las series VibScanner y VibXpert son insuperables. Quienes requieran una monitorización más rigurosa y continua pueden aprovechar el software y los servicios de Monitoreo de Estado en Línea de Prüftechnik para garantizar su disponibilidad.
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Recursos: Walter, Patrick L. “Revisión: Más de cincuenta años de historia de los acelerómetros para choques y vibraciones (1940-1996)”. Semantics Scholar. Departamento de Ingeniería, Universidad Cristiana de Texas, Fort Worth, Texas, 7 de diciembre de 1998. shorturl.at/aioDI. Historia del acelerómetro piezoeléctrico. Brüel & Kjær, una empresa de HBK. Consultado el 17 de noviembre de 2021. shorturl.at/elCGV.
