Sensor de vibración

Una de las tecnologías utilizadas para rastrear el estado del equipo es el monitoreo de vibraciones . Los sensores de vibración se pueden usar para brindar a los equipos de mantenimiento información sobre las condiciones dentro de los activos clave que podrían provocar fallas en los equipos, lo que les permite evitar la necesidad de reparaciones importantes.

¿Qué es un sensor de vibración?

Un sensor de vibración es un dispositivo que mide la cantidad y frecuencia de vibración en un sistema, máquina o pieza de equipo determinado. Esas medidas se pueden usar para detectar desequilibrios u otros problemas en el activo y predecir averías futuras.

Por qué necesita monitorear las vibraciones

Cualquier empresa que utilice equipos pesados en sus operaciones diarias puede beneficiarse del monitoreo de vibraciones. Las ventajas de hacerlo incluyen lo siguiente:

Comprender las causas del daño.

Cuando una pieza del equipo comienza a mostrar signos de desgaste, el análisis de vibraciones puede ayudar con el análisis de causa raíz (RCA) . Al monitorear las vibraciones dentro del activo, puede rastrear la fuente raíz de las vibraciones y el daño posterior.

Supervisar las necesidades de reparación

Si bien el monitoreo de vibraciones puede ayudar con RCA, realmente brilla cuando se usa en el mantenimiento predictivo . Cuando se conecta a un CMMS o un sistema similar, puede rastrear los datos de vibración en tiempo real. Cuando vea niveles peligrosamente altos de vibración reflejados en los datos, sabrá que necesita realizar trabajos de reparación en el activo conectado.

Mantenga un control general de la salud del equipo

El monitoreo de condición depende en gran medida de los sensores, incluidos los sensores de vibración. Al monitorear los datos de vibración de los activos clave, puede ver cómo se están desempeñando durante períodos de tiempo específicos.

Por ejemplo, si actualmente está adaptando su sistema para procesar nuevos materiales, el monitoreo de vibraciones puede ayudarlo a ver si piezas específicas del equipo pueden manejarlo sin un desgaste excesivo.

¿Cómo funcionan los sensores de vibración?

Un sensor de vibración se conecta directamente a un activo o lo monitorea de forma inalámbrica. Una vez colocado, detectará las vibraciones del activo a través de varios medios, según el tipo de sensor (más información a continuación). Con el tiempo, obtendrá dos tipos de datos del dispositivo:

Frecuencia

El primer tipo de datos es la frecuencia, o con qué frecuencia ocurre la vibración. Al realizar un seguimiento de cuándo se producen picos de vibración en un activo determinado, podrá identificar las causas principales.

Intensidad

El segundo punto de datos que obtendrá es la intensidad de la vibración a medida que ocurre. Cuanta más vibración tenga de un equipo, mayores serán las mediciones de intensidad.

A medida que se recopilan estos dos tipos de datos, su CMMS los registrará en el historial del activo, que luego se puede usar como punto de comparación. A medida que ocurran fallas, se reflejarán en los datos y su sistema podrá predecir fallas y fallas futuras comparando los datos actuales con tendencias pasadas.

7 tipos de sensores de vibración

Los sensores de vibración vienen en varias formas. Cada uno de los siguientes tiene sus propias aplicaciones dentro de un entorno industrial.

1. Galgas extensométricas

Un tipo de sensor de vibración es el medidor de tensión, que es una lámina que se aplica directamente a la superficie de la máquina que se está monitoreando. La lámina contiene una rejilla eléctricamente conductora. A medida que la rejilla se estira o comprime, como cuando la pieza del equipo vibra, cambia la resistencia eléctrica de la rejilla. Al leer los cambios en la resistencia de la red, una corriente eléctrica que la atraviesa tardará más o menos tiempo en pasar.

Esas lecturas se pueden usar para medir la vibración de un objeto en función de la "tensión" del material. Para que funcionen correctamente, las galgas extensométricas deben estar perfectamente adheridas a la superficie, lo que significa que la instalación puede llevar un poco de tiempo.

2. Acelerómetros

Con mucho, los tipos más comunes de sensores de vibración, los acelerómetros miden los cambios de velocidad de un componente dado. Cuando se conecta a un equipo, cualquier vibración reflejará un cambio en la velocidad, lo que hará que el acelerómetro produzca una señal eléctrica. Luego, esa señal se interpreta para producir datos de vibración.

El tipo de acelerómetro más utilizado es un acelerómetro piezoeléctrico, que produce una señal fuerte y clara en la mayoría de las frecuencias. Sin embargo, los acelerómetros piezorresistivos se están volviendo más populares debido a que son mejores en frecuencias altas y bajas. El inconveniente es que cuestan hasta cinco veces más que los sensores piezoeléctricos.

3. Corrientes de Foucault

Un sensor de corriente de Foucault es un sensor sin contacto que produce campos magnéticos que se utilizan para medir el movimiento relativo de un objeto determinado. Si el sensor está fijo en su lugar y el objeto vibra, ese movimiento se registrará en el campo magnético. Los sensores de desplazamiento capacitivos funcionan de manera similar, pero con fuertes campos eléctricos en lugar de campos magnéticos.

Dado que los sensores de corriente de Foucault miden el movimiento relativo (es decir, el movimiento relativo a la posición del sensor), deben fijarse en su lugar. El hecho de que no necesiten hacer contacto con el activo los hace ideales para configuraciones o activos delicados.

4. Desplazamiento láser

Al igual que los sensores de corrientes de Foucault, los sensores de desplazamiento láser son sensores sin contacto, excepto que en lugar de usar campos magnéticos y corrientes eléctricas, usan un rayo láser con triangulación. El haz se dirige al activo y se refleja a través de una lente receptora en un elemento receptor. Cualquier cambio en la posición del objeto hará que el rayo golpee una parte diferente del elemento receptor.

5. Giroscopios

Un giroscopio es un sensor de contacto que mide la velocidad angular, que es la rapidez con que algo gira o gira. Lo hacen mediante el uso de tecnología MEMS (sistemas microelectromecánicos), que proporciona mediciones precisas de cuántos grados gira un objeto por segundo.

En el monitoreo de vibraciones, los giroscopios generalmente no se usan solos. En cambio, se utilizan para complementar los datos que obtendría de un acelerómetro con datos de orientación.

6. Sensores de micrófono

Las vibraciones crean sonido, y ese sonido a menudo está más allá del alcance del oído humano. Los sensores de micrófono, también llamados sensores de presión acústica, pueden proporcionar información básica sobre los cambios que pueden ocurrir en las vibraciones de alta frecuencia que los operadores de equipos normalmente no podrían detectar.

Los sensores de micrófono tienen la ventaja de ser muy rentables, aunque la información que proporcionan es bastante limitada.

7. Medidores de vibraciones

Un medidor de vibraciones es un dispositivo portátil que se utiliza para analizar datos de vibraciones y ponerlos en un formato legible. A menudo incluyen acelerómetros, pero los modelos que no los incluyen se pueden conectar a un acelerómetro instalado para brindarle una visión rápida del estado actual del activo.

Tipos de máquinas que utilizan detección de vibraciones

Los sensores de vibración son muy efectivos para monitorear el estado de una amplia gama de máquinas. De hecho, el 90 por ciento de las máquinas pueden beneficiarse del monitoreo de vibraciones. Los siguientes son algunos ejemplos.

Bombas de agua

Las bombas de agua son equipos importantes en la industria del agua y las aguas residuales. Si las bombas de agua y los condensadores dejan de funcionar, pueden dejar a miles de personas sin acceso a agua limpia y causar grandes daños al medio ambiente.

Los sensores de vibración ayudan a garantizar que los cojinetes, los motores y los ventiladores de las bombas de agua y los condensadores funcionen sin problemas, lo que brinda una advertencia anticipada de posibles problemas si las lecturas comienzan a ser un poco irregulares.

Motores, cajas de cambios y correas

Cualquier activo con un motor, una caja de engranajes o un sistema de correas se basa en componentes giratorios, lo que significa que el monitoreo de vibraciones puede desempeñar un papel vital en el monitoreo del estado de esas máquinas.

El monitoreo de vibraciones en este tipo de sistemas puede evitar que pequeños desequilibrios en máquinas individuales se conviertan en grandes interrupciones en todo el sistema. Por ejemplo, la industria de alimentos y bebidas utiliza enfriadores con motores. Si el motor falla, el enfriador no puede hacer su trabajo y se pierden miles de dólares en productos alimenticios.

Ventiladores y compresores

Los ventiladores y compresores, como los que se utilizan en la mayoría de las máquinas industriales y los sistemas de ventilación, utilizan equipos rotativos que deben funcionar sin problemas. Si un sistema de ventilador o compresor comienza a mostrar signos de desequilibrio o desgaste, eso se reflejará en los datos de vibración recopilados, lo que permitirá a los equipos de mantenimiento detectar problemas en el sistema con suficiente anticipación para minimizar los costos de reparación.

Turbinas de viento

Quizás las piezas más grandes de equipos rotativos son las turbinas eólicas , que giran entre 5 rpm y 30 rpm. Hacer controles de rutina en las turbinas eólicas puede llevar mucho tiempo y ser peligroso, dadas las alturas (más de 300 pies) y los movimientos del rotor involucrados.

Para reducir los costos de monitoreo de las turbinas eólicas y preservar la seguridad de los técnicos , el monitoreo de vibraciones puede proporcionar datos consistentes y precisos sobre el estado actual de cada turbina en un parque eólico. Si aparece un desequilibrio, es una señal para enviar a un técnico a repararlo.

rodamientos

La mayoría de los equipos rotativos utilizan rodamientos para mantener las piezas en movimiento. Los mezcladores, las turbinas, los motores y los ejes de las ruedas utilizan cojinetes para que todo gire sin problemas.

Para seguir haciendo su trabajo, los rodamientos necesitan lubricación . Si pasan demasiado tiempo sin él, se muelen y se desgastan, lo que provoca una vibración adicional en el activo. En el momento en que el rechinamiento se vuelve audible para los oídos humanos, a menudo es demasiado tarde: es probable que el sistema de rodamientos necesite reemplazo.

El seguimiento de la vibración causada por los sistemas de rodamientos puede alertar a los equipos de mantenimiento sobre la necesidad de engrasar una máquina, evitando el costo de reparaciones más costosas más adelante.

Combinación de sensores de vibración con UpKeep CMMS

Para aprovechar al máximo los sensores de vibración, necesita un sistema que pueda recopilar y analizar los resultados. De lo contrario, toda esa instrumentación no te servirá de mucho.

Un CMMS puede registrar y administrar los datos de vibración que recopila de sus sensores, lo que le permite tomar decisiones de mantenimiento inteligentes e incluso crear automáticamente órdenes de trabajo cuando las cosas se desequilibran.

Alertas en tiempo real

A medida que sus sensores recopilan datos, su CMMS registrará esa información y la usará para anticipar cuándo pueden surgir problemas en el futuro. Cuando los datos de vibración crucen ciertos límites, recibirá una alerta tan pronto como suceda.

Informes de fallas

Los informes generados a partir de los datos lo ayudan a ver cómo le está yendo a su equipo, rastrear cuándo ocurren fallas y tomar decisiones informadas sobre procedimientos de mantenimiento futuros. Puede planificar el mantenimiento exactamente cuando se necesita en lugar de hacerlo demasiado pronto o demasiado tarde.

Monitoreo fácil

El uso de un CMMS junto con el monitoreo de vibraciones le permite vigilar de cerca sus máquinas, lo que facilita la detección de posibles problemas y la programación de las tareas de mantenimiento necesarias .

Para comenzar a rastrear el equipo de su instalación, pruebe UpKeep gratis .

Conclusiones clave

Los sensores de vibración son una excelente manera de monitorear la salud de los activos clave. Brindan información precisa sobre cómo están funcionando las piezas individuales del equipo, y los datos que brindan pueden ayudarlo a anticipar cuándo pueden ocurrir futuras necesidades de mantenimiento. El resultado final es un proceso de mantenimiento más optimizado y una mejor salud de la máquina.