Surveillance des vibrations : l'histoire et l'avenir
La technologie de détection des vibrations a moins de 100 ans. Pourtant, elle est devenue incontournable dans les environnements industriels, de fabrication, de santé, sur les téléphones portables et les tablettes, et bien plus encore. Détecter la direction, l'intensité et les fluctuations des vibrations est devenu courant dans notre monde moderne, et encore plus dans les espaces industriels ou commerciaux, où les arrêts de production peuvent entraîner des pertes de production ou des problèmes de santé.
Tout comme pour la technologie au cours du siècle dernier, surveillance des vibrations Les capteurs ont considérablement évolué depuis ces débuts. Alors qu'au début du siècle précédent, les scientifiques avaient simplement développé des accéléromètres, aujourd'hui, on les porte au bras ou dans la poche. Et comme dans la société, pour savoir où l'on va, il est parfois préférable de regarder en arrière.
Accéléromètres pré-informatisés
De 1920 au début des années 1940, la technologie de détection des vibrations était inexistante. Cependant, l'exploration scientifique des vibrations était bien avancée. Le premier appareil commercialisé accéléromètre C'était un instrument simple mais lourd conçu par B. McCollum et OS Peters en 1924. Un an plus tard, les ingénieurs l'ont appliqué à l'architecture, à l'aérospatiale, aux enregistrements de tremblements de terre et à d'autres utilisations industrielles, mais pas encore à la maintenance.
Si les premiers accéléromètres ont trouvé leur utilité, le développement de capteurs plus petits et plus précis n'a jamais faibli. Au milieu du siècle, accéléromètre piézoélectrique est arrivé sur le marché et continue encore aujourd'hui de révolutionner la technologie de détection des vibrations.
Détecteurs de vibrations industriels
Dans les années 1950, les entreprises créaient des instruments de détection des vibrations en série. Les pionniers de la technologie des vibrations, tels que Bruel et Kjaer (B&K), Columbia Research Labs ou Gulton Manufacturing, ont développé la technologie des accéléromètres pour des applications spécifiques dans les secteurs industriels.
Au plus fort de la Seconde Guerre mondiale, Per V. Brüel et Viggo Kjaer1 ont créé leur entreprise (B&K). Ils ont développé le premier piézoélectrique au monde accéléromètre, fabriqué à partir de sel de Rochelle. Le concept était simple : en plaçant un accéléromètre contre une machine, on pouvait déterminer la direction, l'intensité et la fréquence des vibrations, ainsi que le moment où la machine était proche d'une panne.
Technologie des vibrations après la Seconde Guerre mondiale
Dans les années 60, des filtres analogiques accordables ont été ajoutés aux multimètres afin de permettre aux utilisateurs de distinguer les fréquences. Ce dispositif s'est avéré précieux pour le dépannage des équipements connectés. B&K a également lancé son premier multimètre portable, une autre première mondiale.
À la même époque, la détection et l'analyse des vibrations par transformée de Fourier rapide (FFT) ont commencé à se développer (la FFT étant un algorithme permettant de transformer un signal temporel en signal fréquentiel). Ces appareils pouvaient non seulement capturer, mais aussi enregistrer des données. Cependant, avec un poids d'environ 75 kg, ils étaient tout simplement peu pratiques. Pour que la technologie des vibrations soit applicable à la maintenance quotidienne, elle devait être facile à utiliser.
La fin des années 80 a vu l'explosion des microprocesseurs, tant pour les ordinateurs personnels qu'industriels. À mesure que la technologie se réduisait, elle devenait plus portable. Dans un article de 1998 intitulé « Plus de cinquante ans d'histoire des accéléromètres pour les chocs et les vibrations (1940-1996) », Patrick L. Walter concluait succinctement :
« Depuis sa création, le marché des accéléromètres s'est considérablement développé… Le rythme actuel des progrès technologiques dans les microcapteurs et la microélectronique indique que l'expansion future des fabricants et des capacités des accéléromètres se produira à un rythme encore plus rapide que par le passé. »
Et cela a été publié il y a plus de 20 ans. Depuis, technologie de surveillance des vibrations a gagné du terrain et a encore évolué.
Des appareils de vibration plus petits, plus de données
Au cours de la première moitié du nouveau millénaire, la technologie vibratoire a continué de se réduire, tout en offrant une capacité de données toujours croissante. C'était à cette époque. Fluke est entré dans la mêlée avec son populaire spectromètre de vibrations Fluke 810Ces compteurs utilisaient un spectre de vibrations global pour fournir une description détaillée et une représentation visuelle de la gravité des vibrations.
Les versions ultérieures du Fluke 810, puis du Fluke 805, pouvaient envoyer des données à un logiciel cloud d'une simple pression sur un bouton. La connexion des données aux référentiels cloud et analyse des vibrations Grâce aux logiciels, la maintenance vibratoire est passée des mains de quelques-uns à celles du plus grand nombre. L'analyse vibratoire n'était plus une expertise coûteuse ; elle s'est démocratisée. Toute personne, quel que soit son niveau d'expérience, pouvait relever des mesures vibratoires, les transmettre à un logiciel et préparer une analyse vibratoire pour analyse.
Depuis la création de son premier produit anti-vibrations, Fluke a conçu plusieurs niveaux de capteurs de détection de vibrations, des multimètres portables aux capteurs connectés les plus récents. Ces capteurs ont été commercialisés par Fluke Reliability, la branche dédiée à l'Internet des objets industriel (IoT) des outils de test et de mesure Fluke.
Analyse spectrale vs. analyse globale
Analyse de spectre utilise la FFT pour reconstruire le signal du domaine temporel à l'aide d'une série d'ondes sinusoïdales harmoniques.
Analyse globale c'est beaucoup plus simple, en prenant le signal temporel d'origine et en attribuant une valeur de vibration globale aux données.
Aujourd'hui mène au futur
Les capteurs actuels et la réalité de la maintenance prédictive conduisent directement à un avenir de maintenance prescriptive optimisée par l'IIoT. Un avenir où les logiciels informeront les équipes de maintenance du moment, du lieu et de la raison d'effectuer la maintenance.
Capteur de vibrations d'analyse Fluke 3563
Un autre lancement récent de Fluke Reliability est le Capteur de vibrations d'analyse 3563Ces capteurs haute fréquence permettent aux équipes de maintenance de surveiller et d'obtenir des informations plus précises à partir des données. Identifier la cause première d'une panne permet aux équipes de maintenance de maintenir la fiabilité des équipements et de prolonger les performances opérationnelles optimales. Outre les capteurs, le capteur d'analyse des vibrations est également fourni avec les services des experts Fluke Reliability.
Gamme de vibrations Prüftechnik
Prüftechnik possède également une expertise approfondie dans technologies de maintenance prédictive, avec des solutions comme les ordinateurs de poche outils de mesure des vibrations, capteurs filaires et services de surveillance de l'étatPour les appareils portables de collecte et d'analyse des vibrations, les séries VibScanner et VibXpert sont inégalées. Pour une surveillance plus rigoureuse et 24h/24, Prüftechnik propose également des logiciels et services de surveillance d'état en ligne pour garantir la disponibilité de ses équipements.
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Ressources : Walter, Patrick L. « Revue : Plus de cinquante ans d’histoire de l’accéléromètre pour les chocs et les vibrations (1940-1996) ». Semantics Scholar. Département d’ingénierie, Texas Christian University, Fort Worth, Texas, 7 décembre 1998. shorturl.at/aioDI. Histoire de l’accéléromètre piézoélectrique. Brüel & Kjær, une société HBK. Consulté le 17 novembre 2021. shorturl.at/elCGV.
