Utilização de transdutores de velocidade sísmica para máquinas industriais

Os transdutores de velocidade sísmica para máquinas industriais consistem numa bobina de fio muito fino, suportada por molas macias, enquanto um íman permanente, firmemente fixado à caixa do transdutor, fornece um forte campo magnético à volta da bobina.

Sempre que este transdutor for ligado ou mantido firmemente contra um objeto vibratório, o íman permanente também vibrará, enquanto a bobina de fio suspensa por mola permanece estacionária no espaço.

Quando uma bobina de fio corta linhas magnéticas, é gerada uma corrente no fio. A tensão desta corrente é proporcional à velocidade do movimento, à força do campo magnético e ao número de voltas do fio na bobina. A tensão gerada é transmitida por um fio a um medidor, monitor ou analisador de vibrações.

A transdutor de velocidade sísmica para máquinas industriais responde diretamente à velocidade da vibração. É por isso que se chama "sensor de velocidade".

Características dos transdutores de velocidade sísmica para máquinas industriais

Os transdutores de velocidade são amplamente utilizados para medição geral, análise e requisitos de balanceamento. Isto deve-se ao facto de os transdutores de velocidade serem robustos, fáceis de aplicar e poderem ser segurados na mão. Além disso, eles têm níveis relativamente altos de saída elétrica e a calibração do sistema não é afetada pelo comprimento do cabo.

Estes sensores são auto-geradores e não necessitam de qualquer fonte de alimentação. Os transdutores de velocidade são geralmente maiores e mais pesados do que outros tipos. E, como todos os transdutores, têm limitações no que respeita aos limites máximos e mínimos de amplitude e frequência de vibração que podem ser medidos.

A tensão da corrente gerada num transdutor de velocidade sísmica é normalmente expressa em milivolts por polegada por segundo. Esta é a especificação de sensibilidade do transdutor. A sensibilidade dos transdutores de velocidade 111D Modelo 544 e 544M, por exemplo, é de 1080 mV-pico por polegada por segundo-pico. Quando o transdutor é fixado ou mantido firmemente contra um elemento da máquina que está a vibrar à taxa de 1 in/s (pico), deve ser lida uma tensão de pico de 1080 mV nas ligações de saída do transdutor.

A sensibilidade de um transdutor de velocidade é constante numa vasta gama de frequências de funcionamento, mas existem limitações. Em baixas frequências de vibração, a sensibilidade é reduzida porque a bobina já não permanece fixa no espaço, tendendo a seguir o movimento do íman.

O significado prático deste facto é que as leituras de amplitude tipicamente abaixo de 600 cpm (ciclos por minuto) em transdutores sísmicos de velocidade padrão não são leituras verdadeiras; um medidor de vibrações indicará valores mais baixos do que os correspondentes à amplitude real das vibrações que estão a ser medidas.

Embora a sensibilidade diminua em baixas frequências, o transdutor sísmico de velocidade padrão pode ser usado nessa faixa. Por exemplo, a diminuição da sensibilidade não tem qualquer significado quando é necessário efetuar tarefas de equilibragem ou quando se pretende detetar aumentos no nível de vibração, tal como exigido por qualquer programa de manutenção preditiva eficiente.

No entanto, se as leituras estiverem a ser feitas com um analisador e for necessário obter leituras de amplitude precisas e filtradas na gama de baixas frequências, podem ser utilizadas tabelas de factores de correção. Para utilizar essa tabela, basta anotar a frequência de vibração na escala na parte inferior do gráfico. A partir desse ponto, subir verticalmente até à interceção da curva.

E a partir daí, passamos para o eixo vertical e lemos na escala o valor do fator de correção a aplicar. Multiplicamos agora o valor lido da amplitude observada pelo fator de correção. O resultado será o valor real da amplitude de vibração.

A tabela do fator de correção só pode ser aplicada a leituras de amplitude filtrada. Não é significativa (e não deve ser utilizada) para medições de amplitude total.

Interferência magnética 

O transdutor de velocidade sísmica utiliza um campo magnético interno e fixo como parte do seu funcionamento normal. Qualquer distorção desse campo magnético é suscetível de interferir com a precisão das medições.

A medição de vibrações em grandes motores ou alternadores de corrente alternada apresenta por vezes problemas a este respeito. Essas máquinas produzem elas próprias fortes campos magnéticos, que podem induzir um sinal elétrico correspondente nos transdutores de velocidade sísmica. A frequência deste falso sinal de vibração é igual à frequência do campo magnético externo de corrente alternada. A amplitude do sinal induzido é proporcional à intensidade do campo magnético no local do transdutor.

• Gama de frequências: entre 10 Hz e 1000 I lz
• Sensibilidade: 764 t 10% mV rms/in/s (pico)
• Gama de temperaturas: -40°C a 260°C (-40T a 500°F)
• Impedância: Fl r. 2 kohm; I = 0,7 Hy
• Fator de amortecimento: 0,7 (crítico)
• Orientação: Qualquer
• Resposta transversal: inferior a 5% (média) entre 10 e 1000 Hz
• Sensibilidade do campo magnético: 0,15 in/sec/gauss
• Caixa: estanque e à prova de pó
•  Conector: 732S-10S1.-4P, 2 pinos
•  Peso: 21 onças
•  Ligação à terra: ligação à terra da caixa e da série em comum
• Montagem: furo roscado 1/4.28, 1/4 pol. de profundidade
• Amplitudes máximas: 125 mils pico a pico até 70 Hz; 30 g acima de 70 Hz

Com a ajuda de um transdutor de velocidade sísmica e de um aparelhos para medir as vibrações de máquinas industriais é possível detetar a presença de campos magnéticos interferentes. O sensor é ligado ao analisador exatamente para medir a vibração da máquina.

O captador de vibrações é então suspenso pelo seu cabo na zona onde normalmente se efectuam as leituras das vibrações, mantendo o cabo firmemente no lugar e não permitindo que o captador toque na máquina. Finalmente, sintoniza-se o analisador na frequência da máquina de corrente alternada e anota-se a leitura da amplitude. Este será o sinal causado pela interferência magnética de CA.

Se se verificar a presença de uma grande quantidade de interferência CA, recomenda-se a instalação do transdutor no interior de uma cobertura anti-magnética. Uma cobertura anti-magnética pode ajudar a reduzir a interferência magnética numa proporção de 100 para 11. A Mechanalysis pode fornecer coberturas anti-magnéticas adequadas para todas as necessidades de medição e montagem.

Uma solução provisória para a interferência magnética é utilizar uma sonda com uma extensão longa. Uma sonda longa permite simplesmente que o sensor seja posicionado longe do campo magnético, reduzindo assim o nível de interferência. Isto só é recomendado como uma solução temporária, uma vez que a utilização de uma sonda longa limita a resposta de alta frequência. 

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