ACMT da ADASH
Neste artigo explica-se em que consiste a tecnologia de analise de sinal ACMT da ADASH (Adash Compressed Measurement Time).
De facto, quando se efetua analise de vibrações , no âmbito de um programa de manutenção preditiva, com um analisador de vibrações é muito importante avaliar corretamente o seu estado.
As vibrações geradas por impactos de curta duração
É sabido que existem várias avarias que produzem impulsos de curta duração em máquinas de baixa velocidade de rotação. Os impulsos são frequentemente causados por defeitos nos rolamentos, desgaste da caixa de engrenagens, etc. É importante ser capaz de detetar com precisão e analisar esses impulsos, para se poder efetuar um diagnóstico correto. Tem de se tomar em conta que cada impulso individual pode ter uma duração muito curta.
Quando ocorre o impacto a estrutura fica, durante muito pouco tempo, a vibrar a sua frequência natural.
Por outro lado, em máquinas de baixa velocidade de rotação o intervalo entre impulsos pode ser bastante longo.
A duração dos por impactos de curta duração
Os impactos excitam as frequências naturais dos elementos das máquinas (pistas de rolamentos, engrenagens, etc.) que podem ser bastante elevadas, tipicamente entre 5 e 20 KHz.
Por exemplo uma frequência natural de 5KHz corresponde a um período de oscilação de 0,2 ms.
E esta a ordem de grandeza da duração dos impactos.
A correta medição da amplitude de vibrações resultante de impactos de curta duração
Primeiro vamos recordar que a frequência de amostragem da forma de onda é normalmente igual a 2,56 vezes a frequência máxima do espetro.
Por exemplo:
- Se queremos ver um espetro de um rolamento com danos até 1000Hz a frequência de amostragem da forma de onda vai ser de 2560Hz. Ou seja, entre duas amostras decore 1s/2560= 0,00039s= 0,4ms
- Se a duração do impulso decorrente do choque é inferior a 0,4ms não vamos conseguir medir o seu nível corretamente…. E este parâmetro e um dos principais indicadores da gravidade da avaria…
- Se pedirmos um espetro com 1600 linhas (ate 1000 Hz) a duração da aquisição da forma de onda vai ser o inverso da resolução (1000/1600) , ou seja 1/0,625= 1,6 s;
- Se o rolamento for de baixa velocidade de rotação será que vai ocorrer um impacto durante este período de medida?
Isto introduz um condicionalismo;
- Se queremos medir corretamente o nível de impulsos de curta duração temos de medir com uma frequência de amostragem da forma de onda muito elevada, tipicamente na ordem dos muitos KHz.
- Se queremos ver um espetro, por exemplo, até 100 Hz, a frequência de amostragem da forma de onda vai ser 256 Hz (de 4 em 4 ms temos uma amostra), ou seja, normalmente muito baixa para medir corretamente o nível dos picos de impacto.
Por outras palavras:
- Consequentemente, por um lado, é necessário definir uma elevada frequência de amostragem da forma de onda para se efetuar a medida. Só assim se garante ter uma medição correta da amplitude dos picos de impacto.
- Por outro lado, o intervalo de tempo entre os impulsos gerados pela avaria pode ser muito longo quando a velocidade da máquina é baixa (segundos, minutos). Deste modo, para se efetuar uma avaliação correta do sinal é necessário capturar e observar o sinal de tempo que contém, no mínimo, vários impulsos. Assim é necessário que o sinal medido tenha uma longa duração. Para isto ocorrer, tradicionalmente, é necessário usar uma baixa frequência de amostragem da forma de onda.
Ou seja, estes dois aspetos produzem um conflito na parametrização da medição.
Em que consiste o ACMT da ADASH?
- De forma a ultrapassar este dilema o ACMT da ADASH disponibiliza uma tecnologia de análise de sinal que soluciona esta contradição. Este método implementa ambas as solicitações contraditórias através de duas amostragens dos dados consecutivas.
- Primeiro é efetuada uma amostragem a alta frequência (90 KHz por exemplo no VA5Pro) para detetar corretamente o nível dos picos de impacto.
- Em seguida, os dados são compactados e reamostrados com retenção do nível dos picos de impacto, de acordo com o requisito de frequência máxima do espetro definida pelo utilizador.
É por isso que com o ACMT, se pode capturar um sinal no tempo de longa duração para avaliação de múltiplos eventos e, simultaneamente, medir a correta amplitude dos picos de impacto gerados pelos defeitos nos rolamentos de baixa velocidade de rotação. (ou engrenagens, ou outros…)
Exemplo de medição tradicional
Todas as medições foram feitas num rolamento 23132-TOR de baixa velocidade a rodar 60 rpm (1 Hz). O rolamento tem um defeito na pista externa. Os impulsos de curta duração são gerados durante a operação.
Medimos o sinal com uma forma de onda de 4 segundos. Quando são usadas 2048 amostras (frequência de amostragem= 0,002 s), então a gama de frequência do espetro (0,002/2,56) é de 200Hz.
A forma de onda não apresenta nenhum impulso
A seguir usamos uma frequência de amostragem de 19200Hz. Mas assim só medimos apenas 42ms de sinal de tempo. O tempo entre os impulsos é de 114 ms. Precisamos ter sorte e acertar no impulso.
Exemplo de medição em rolamento danificado sem ACMT da ADASH
Os impulsos de curta duração geralmente têm pequena amplitude. Eles são frequentemente modulados pela frequência da velocidade de rotação.
Caso se usa uma medição tradicional o resultado será o que se vê na figura a seguir
Apenas se vê a onda sinusoidal correspondente à velocidade de rotação e nenhum ou pequenos impulsos.
Exemplo de medição em rolamento danificado com ACMT da ADASH
A técnica ACMT da ADASH, é usada na próxima figura. Usa-se o ACMT em conjunto com a filtragem passa-banda (como na desmodulação) que remove a onda sinusoidal correspondente à velocidade de rotação.
Todos os pulsos curtos são mantidos e a amplitude é modulada para melhor visualização.
Este resultado é muito melhor, porque a escala do eixo Y corresponde à amplitude real dos impulsos, e não à amplitude da onda sinusoidal correspondente à velocidade de rotação.
Por outro lado, o sinal de longa duração, contém o número necessário de impulsos e o nível pico, de cada um deles, é bem medido.
