Sensor piezoeléctrico: definición, beneficios y funcionamiento
Miles de fabricantes de electrónica moderna recurren a la tecnología piezoeléctrica en sus productos a diario, desde teléfonos móviles hasta tarjetas de felicitación musicales y sensores de vibración. Y si bien los dispositivos piezoeléctricos se han utilizado ampliamente durante muchos años, la incorporación de las capacidades del Internet Industrial de las Cosas (IIoT) también ha convertido al sensor piezoeléctrico en una herramienta poderosa que los equipos de mantenimiento pueden utilizar para... el monitoreo de condici´ón.
Un sensor piezoeléctrico se instala en una máquina y mide parámetros como la vibración, la presión, la aceleración o la temperatura. Con uno de estos sensores de monitoreo de condición instalado, los equipos de mantenimiento pueden detectar fallas en la máquina y analizar los datos.
¿Qué es la piezoelectricidad?
Los sensores piezoeléctricos funcionan mediante un principio físico llamado efecto piezoeléctrico. El término piezoeléctrico proviene del griego «piezein», que significa apretar o presionar, y piezo, que en griego significa «empujar». La piezoelectricidad, también llamada efecto piezoeléctrico, se puede entender simplemente a través de un encendedor utilizado para encender el fuego en una parrilla de gas o carbón.
Al apretar el gatillo y oír un chasquido fuerte, este sonido se produce al golpear un martillo con resorte un cristal de cuarzo o un material piezoeléctrico artificial. La presión sobre el cristal genera una carga eléctrica que provoca una chispa que enciende el gas y crea la llama.
Cómo funciona un sensor piezoeléctrico
Un sensor piezoeléctrico produce el mismo efecto piezoeléctrico que un encendedor de llama, pero en este caso, la señal eléctrica es procesada por un sistema de adquisición de datos. Por ejemplo, el Sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ Introducir datos en LIVE-Asset Portal, una especie de centro de mando para la monitorización del estado.
En general, un sensor piezoeléctrico utiliza el efecto piezoeléctrico para medir cosas como vibración, presión, aceleración, temperatura, tensión o cambios de fuerza convirtiéndolos en una carga eléctrica.
Los sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ combinan un sensor piezoeléctrico de alta frecuencia y un software de análisis detallado para que los equipos de mantenimiento puedan utilizarlos. monitoreo de vibraciones en activos críticos para la producción y analizar continuamente las mediciones de vibración.
Los sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ combinan un sensor piezoeléctrico de alta frecuencia y pueden separarse, medirse y analizarse. Todas las máquinas vibran y presentan una firma de vibración particular que se mantiene constante hasta que se produce un problema. Análisis de vibraciones Se utiliza para monitorear los niveles de vibración de la máquina y examinar los patrones en las señales para detectar problemas de manera temprana.
El elemento Sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ Recopila datos y ayuda a los equipos de mantenimiento a detectar fallos en las máquinas mediante el análisis de vibraciones, incluyendo los cuatro fallos principales: desequilibrio, desalineación, holgura y daños en los rodamientos. Esta alerta temprana permite a los equipos de mantenimiento identificar y evaluar la gravedad de los fallos y actuar con rapidez para evitar averías y tiempos de inactividad.
En pocas palabras, el Sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™:
- Monitorea la condición de la maquinaria constantemente a intervalos fijos
- Identifica una falla en particular y el elemento que la causa
- Determina el alcance de las fallas de la máquina.
- Permite el análisis de datos y sugiere los siguientes pasos.
¿Qué industrias utilizan sensores de vibración piezoeléctricos?
Hay una serie de diferentes tipos de sensores de vibraciónSin embargo, muchas industrias emplean sensores de vibración piezoeléctricos, como la aeroespacial, la de dispositivos médicos, la automotriz y la de alimentos y bebidas. A continuación, se presentan algunos ejemplos de cómo diferentes sectores aplican sensores piezoeléctricos.
Sensores de vibración para la fabricación
Los fabricantes de productos dependen del funcionamiento continuo de su maquinaria para producir productos de calidad. Los sensores piezoeléctricos miden la vibración causada por problemas comunes de la maquinaria, como desequilibrios o fallos en los rodamientos. Si estos problemas persisten, pueden provocar un defecto en el producto. Con la detección temprana de fallos mediante un sistema de sensores de monitorización continua de vibraciones, es posible evitar defectos en el producto.
Sensores de vibración para Alimentos y Bebidas
La maquinaria utilizada para procesar alimentos debe desinfectarse con frecuencia para evitar la contaminación microbiana y garantizar la inocuidad alimentaria. Los sensores piezoeléctricos son robustos y resistentes a la corrosión causada por el uso repetido de productos químicos necesarios para la limpieza de las máquinas.
Sensores de vibración para Aeroespacial
Algunas empresas fabrican sensores piezoeléctricos que se pueden integrar en las alas de los aviones para detectar cambios de vibración y posibles daños en el material del ala con antelación, incluso cuando se produce la falla. La diferencia en la vibración causada por el cambio en el ala activa una notificación por correo electrónico enviada a un profesional de mantenimiento, lo que le permite tomar decisiones basadas en datos y abordar de inmediato los problemas de seguridad y las fallas en las alas.
Sensores de vibración en dispositivos médicos
La sensibilidad y el bajo consumo de energía de los sensores piezoeléctricos resultaron útiles para diversas empresas que los emplean en aplicaciones médicas. Por ejemplo, algunas empresas utilizan un sensor de vibración piezoeléctrico en un marcapasos para monitorizar y detectar el nivel de actividad física de una persona, lo que permite que el marcapasos se ajuste al aumento o disminución del movimiento.
Sensores de vibración en automóviles
Los vehículos están equipados con sensores, incluyendo diversos sensores piezoeléctricos. Un ejemplo de su uso es la detección de obstrucciones en las ventanas y puertas eléctricas, como una mano que impide el cierre de una ventana. El sensor puede reconocer la tensión que la mano ejerce sobre el motor automático y revertirá el movimiento de la ventana, evitando lesiones o daños personales.
Sensor de vibración piezoeléctrico casero
Hoy en día, los sensores piezoeléctricos ya no son solo para profesionales. Es posible crear proyectos de sensores piezoeléctricos DIY utilizando plataformas electrónicas de código abierto. Por ejemplo, muchos estudiantes y aficionados a la mecánica crean sensores de vibración con Arduino. Otra fuente interesante de proyectos con sensores de vibración es Raspberry Pi, una fundación que proporciona a jóvenes computadoras económicas y software gratuito. Este equipo les ayuda a construir dispositivos que utilizan el efecto piezoeléctrico, como un sismómetro de alerta sísmica, un detector de ardillas o un piano LEGO.
Los beneficios de los sensores piezoeléctricos en el mantenimiento
En el mundo del mantenimiento, los piezoeléctricos el monitoreo de condici´ón Los sensores son uno de los tipos de dispositivos más utilizados debido a su inherente resistencia y versatilidad, incluida la capacidad de operar en entornos hostiles.
La monitorización continua del estado de un activo permite a los equipos de mantenimiento reducir las lecturas manuales con instrumentos portátiles de medición de vibraciones. Además, los técnicos pueden acceder medición de vibraciones datos de forma remota desde cualquier lugar utilizando un dispositivo móvil.
Detectar problemas en las máquinas a tiempo ayuda a los equipos de mantenimiento a prevenir paradas imprevistas y a aumentar el tiempo de actividad. Los sensores de monitorización de estado también permiten a los responsables de mantenimiento planificar y programar las actividades de mantenimiento con mayor precisión, garantizar la disponibilidad de repuestos, mejorar la productividad y prolongar la vida útil de las máquinas.
¿Cómo aumenta la seguridad un sensor piezoeléctrico?
El sensor de vibración piezoeléctrico Azima Accel 310™ es compacto, lo que permite su instalación en maquinaria industrial en lugares de difícil acceso. Los técnicos pueden recibir datos de forma remota gracias a la conexión Wi-Fi del sensor, lo que reduce los desplazamientos para revisar los equipos y evita que se expongan a entornos peligrosos. De esta manera, disponen de más tiempo para centrarse en otras tareas importantes de mantenimiento de los activos.
Sensor piezoeléctrico para monitorización de vibraciones
Los sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ son una de las muchas herramientas de monitorización de vibraciones inalámbricas de Fluke Reliability. La configuración del sensor es rápida. Solo se necesitan unos minutos para introducir la información del equipo y empezar a recibir datos de vibración en tiempo real.
Los sensores de vibración inalámbricos Azima Accel 310™ transmiten datos al portal LIVE-Asset™. El software de gestión de activos ofrece gráficos de tendencias y vistas detalladas de todas sus máquinas en un único panel de control. Gracias a las completas mediciones de vibración, su equipo puede tomar decisiones basadas en datos.
¿Está listo para iniciar un programa de monitoreo de condiciones? Habla con un especialista.
