Monitoramento de vibração: a história e o futuro
A tecnologia de detecção de vibração tem menos de 100 anos. E, no entanto, nesse tempo, tornou-se um item básico em ambientes industriais e de fabricação, assistência médica, celulares ou tablets e muito mais. Detectar a direção, a gravidade e as flutuações da vibração é comum em nosso mundo moderno, ainda mais em espaços industriais ou comerciais — onde o tempo de inatividade dos ativos pode resultar em perdas de produção ou problemas de saúde.
Tal como aconteceu com a tecnologia no último século, monitoramento de vibração sensores evoluíram muito desde aqueles primeiros dias. Enquanto no início do século passado, os cientistas tinham acabado de desenvolver acelerômetros; hoje em dia, as pessoas os usam nos braços ou nos bolsos. E assim como na sociedade, se queremos saber para onde estamos indo, às vezes é melhor olhar para trás.
Acelerômetros pré-computadorizados
De 1920 até o início da década de 1940, a tecnologia de detecção de vibração era inexistente. No entanto, a exploração científica das vibrações estava bem encaminhada. O primeiro comercializado acelerômetro era um instrumento simples, porém pesado, projetado por B. McCollum e OS Peters em 1924. Um ano depois, engenheiros o aplicaram à arquitetura, aeroespacial, gravações de terremotos e outros usos industriais — embora ainda não estivesse em manutenção.
Embora os primeiros acelerômetros tenham encontrado seus usos, o desenvolvimento de sensores menores e mais precisos nunca diminuiu. Em meados do século, o acelerômetro piezoelétrico chegou ao mercado e, até hoje, continua revolucionando a tecnologia de detecção de vibração.
Detectores de vibração industrial
Na década de 1950, as corporações estavam criando instrumentos de detecção de vibração em escalas de produção em massa. Os primeiros pioneiros em tecnologia de vibração, como Bruel e Kjaer (B&K), Columbia Research Labs ou Gulton Manufacturing, desenvolveram a tecnologia de acelerômetro para usos específicos em áreas industriais.
No auge da Segunda Guerra Mundial, Per V. Brüel e Viggo Kjaer1 criaram sua empresa (B&K). Eles desenvolveram o primeiro piezoelétrico do mundo acelerômetro, feito de sal de Rochelle. O conceito era simples: ao colocar um acelerômetro contra uma máquina, era possível determinar a direção, a gravidade e a frequência da vibração, bem como determinar quando essa máquina pode estar mais perto de uma falha.
Tecnologia de vibração pós-Segunda Guerra Mundial
Nos anos 60, filtros analógicos sintonizáveis foram adicionados aos medidores para que os usuários pudessem discriminar entre frequências. Valioso ao solucionar problemas de ativos com componentes conectados. A B&K também lançou seu primeiro medidor portátil, outro pioneiro mundial.
Por volta dessa mesma época, a detecção e análise de vibração por transformada rápida de Fourier (FFT) começaram a aumentar (FFT sendo um algoritmo para transformar um sinal de domínio de tempo em um sinal de domínio de frequência). Esses dispositivos não só podiam capturar, mas também registrar dados. No entanto, com cerca de 75 libras, eles eram apenas um pouco impraticáveis. Para que a tecnologia de vibração fosse aplicável na manutenção diária, ela tinha que ser fácil de usar.
O final dos anos 80 viu uma explosão de microprocessadores, tanto em capacidades de computação pessoal quanto industrial. À medida que a tecnologia encolheu, ela se tornou mais portátil. Em um artigo de 1998 intitulado “Fifty Years Plus of Accelerometer History for Shock and Vibration (1940-1996)”, Patrick L. Walter foi sucinto em sua conclusão:
“Desde seu início, o mercado de acelerômetros se expandiu muito… A taxa atual de avanço tecnológico em microssensores e microeletrônica indica que a expansão futura em fabricantes e capacidades de acelerômetros ocorrerá em um ritmo ainda mais rápido do que no passado.”
E isso foi publicado há mais de 20 anos. Desde então, tecnologia de monitoramento de vibração ganhou força e evoluiu ainda mais.
Dispositivos de vibração menores, mais dados
Durante a primeira parte do novo milênio, a tecnologia de vibração continuou a diminuir de tamanho, ao mesmo tempo em que fornecia capacidade de dados cada vez maior. Isso foi na época A Fluke entrou na briga com seu popular Fluke 810 Medidor de espectro de vibração. Esses medidores usaram um Espectro Geral de Vibração para fornecer uma descrição detalhada e representação visual da gravidade da vibração.
Iterações posteriores do Fluke 810, e o subsequente 805, poderiam enviar dados para software baseado em nuvem com o toque de um botão. Conectando dados a repositórios em nuvem e análise de vibração o software abriu o mundo da manutenção de vibração das mãos de poucos para as palmas de muitos. A análise de vibração não era mais uma expertise cara; ela foi democratizada. Qualquer pessoa com qualquer nível de experiência poderia fazer leituras de vibração, enviá-las para o software e preparar a análise de vibração para sua revisão.
Na década desde seu primeiro produto de vibração, a Fluke projetou vários níveis de sensores de detecção de vibração, desde medidores portáteis até o que há de mais moderno em tecnologia de sensores conectados. Eles foram trazidos ao mercado pela Fluke Reliability, o braço de Internet Industrial das Coisas das ferramentas de teste e medição da Fluke.
Análise de espectro vs. geral
Análise de Espectro usa FFT para reconstruir o sinal do domínio do tempo usando uma série de ondas senoidais harmônicas.
Análise geral é muito mais simples, pegando o sinal original no domínio do tempo e atribuindo um valor geral de vibração aos dados.
O hoje leva ao futuro
Os sensores de hoje e a realidade da manutenção preditiva levam diretamente ao futuro da manutenção prescritiva aprimorada pela IIoT. Um futuro em que o software informará as equipes de manutenção sobre quando, onde e por que concluir a manutenção.
Fluke 3563 Analysis Vibration Sensor
Outro lançamento recente da Fluke Reliability é o 3563 Análise Sensor de Vibração. Esses sensores de frequência mais alta permitem que as equipes de manutenção monitorem e obtenham insights mais profundos dos dados. Encontrar a causa raiz da falha ajuda as equipes de manutenção a manter os ativos mais confiáveis e estende o desempenho operacional de pico. Além dos sensores, o sensor de análise de vibração também vem com serviços de especialistas da Fluke Reliability.
Portfólio de vibrações da Pruftechnik
A Pruftechnik também possui profundo conhecimento em tecnologias de manutenção preditiva, com soluções como dispositivos portáteis ferramentas de medição de vibração, sensores com fio e serviços de monitoramento de condições. Para dispositivos portáteis de coleta e análise de vibração, suas séries VibScanner e VibXpert são inigualáveis. Enquanto aqueles que precisam de monitoramento mais rigoroso e 24 horas por dia podem aproveitar o software e os serviços de monitoramento de condições on-line da Prüftechnik para garantir o tempo de atividade.
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Recursos: Walter, Patrick L. “Review: Fifty Years plus of Accelerometer History for Shock and Vibration (1940-1996).” Semantics Scholar. Departamento de Engenharia, Texas Christian University, Fort Worth, Texas, 7 de dezembro de 1998. shorturl.at/aioDI. História do Acelerômetro Piezoelétrico. Brüel & Kjær, uma empresa HBK. Acessado em 17 de novembro de 2021. shorturl.at/elCGV.
