Analizador de vibraciones 9 – análisis y seguimiento de pedidos
El tema específico tratado en un analizador de vibraciones 9, consiste en el análisis y seguimiento de pedidos.
Cuando se produce
Análisis de vibraciones, para aprovechar todo el potencial de un analizador de vibraciones, necesitas entender cómo funciona. Por eso, aquí se presentan los conceptos de análisis de señales digitales, implementado actualmente en un
analizador de vibraciones FFT, desde el punto de vista del usuario, a través de la observación de los resultados de
mantenimiento predictivo.
Comenzamos presentando las propiedades de la Transformada Rápida de Fourier. (FFT) en el que se basan los analizadores de vibraciones. En seguida, muestra cómo estas propiedades de FFT pueden causar algunas características indeseables en el análisis del espectro, como aliasing y breakouts (fuga). Haber presentado una dificultad potencial con la FFT, muestra qué soluciones se utilizan para hacer que los analizadores de vibraciones sean herramientas prácticas. El desarrollo de este conocimiento básico de las características de la FFT simplifica la obtención de buenos resultados con un analizador de vibraciones en una amplia gama de problemas de medición..
- ¿Cuál es la relación entre tiempo y frecuencia?
- Cómo funciona el muestreo y el escaneo
- Qué es el aliasing y qué efectos tiene
- Cómo se usa y en qué consiste el zoom
- Cómo se utilizan las ventanas de forma de onda
- ¿Cuáles son los promedios para
- ¿Qué es el ancho de banda en tiempo real?
- Para que sirve el procesamiento de superposición ("superposición")
- Que es el seguimiento de pedidos
- Que es el análisis de envolvente
- Las funciones de dos canales en el dominio de la frecuencia
- Para que sirve Orbit
- ¿Cuáles son las funciones de un canal en el dominio del tiempo?
- En qué consiste el Cepstro
- ¿Cuáles son las unidades y escalas del espectro?
Aquí puede ver la gama de
analizadores de vibración puesto a disposición por D4VIB.
9 Análisis y órdenes de seguimiento ("Análisis de pedidos & seguimiento" )
9.1 Dominar órdenes en un analizador de vibraciones
La frecuencia también se puede normalizar a la velocidad de rotación después de una medición.. En el gráfico de la figura 9.1, tenga en cuenta que el eje de frecuencia y la lectura están en términos de órdenes de rotación (múltiplos de velocidad de rotación), en lugar de frecuencia.
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.1 Espectro en el que el eje horizontal (a menudo) está calibrado en múltiplos (instrucciones) de la velocidad de rotación
Esta técnica simplemente equivale a escalar el eje de frecuencia cuando se conoce o se puede deducir la velocidad de rotación y normalmente no es útil con mapas espectrales.. Esta normalización no funciona en tiempo real, y la resolución no es un porcentaje constante de la velocidad de rotación.
La rápida variación de velocidad, término corto, provoca una ampliación de las líneas espectrales en el espectro de vibración, como se muestra en la Figura 9.2. A medida que cambia la velocidad durante el intervalo de adquisición de un bloque de muestra de forma de onda, para una medida, el analizador de vibraciones está analizando eficazmente varios espectros diferentes. Esto da como resultado los componentes espectrales extendidos de la Figura 9.2(segundo).
una) Velocidad de rotación constante
segundo)Variación de la velocidad de rotación
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.2 El rápido cambio en la velocidad de rotación a corto plazo resulta en una ampliación de los componentes espectrales (segundo)
9.2 Las órdenes en el mapa espectral en un analizador de vibraciones.
A menudo, lo que se necesita es el seguimiento de pedidos. (o sea, la ubicación de puntos caracterizados por la amplitud en función de la velocidad de rotación para un orden particular, ver figura 9.3.
Figura 9.3 La orden, es la ubicación de los puntos en una línea específica del espectro de frecuencias, dependiendo de la velocidad de rotación de la máquina. El gráfico presenta estos datos superpuestos en un gráfico en cascada..
Los pedidos también se pueden presentar en la sección que se muestra en la figura siguiente.
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.4 de la velocidad de rotación
Esta técnica simplemente equivale a escalar el eje de frecuencia cuando se conoce o se puede deducir la velocidad de rotación y normalmente no es útil con mapas espectrales.. Para máquinas que operan a una amplia gama de velocidades, es deseable medir la vibración en todo el rango de velocidad. Con un eje de frecuencia fijo, Los componentes espectrales están en constante movimiento con cambios de velocidad.. Para máquinas que operan a una velocidad nominalmente constante, Incluso los pequeños cambios pueden dificultar las comparaciones..
9.3 El uso de muestreo externo en un analizador de vibraciones.
Las variaciones de velocidad a corto plazo dificultan el análisis en tiempo real. Variaciones en la velocidad de rotación, a largo plazo, hacen que las comparaciones entre espectros sean prácticamente imposibles.
Esto se supera con un muestreo externo sincronizado con la rotación de la máquina..
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.5 – Conexión de un tacómetro al analizador de vibraciones, para poder controlar el muestreo externo en función de la velocidad de rotación del eje.
Controlar el muestreo del bloque de tiempo sincronizado con la rotación de la máquina (también conocido como seguimiento de pedidos) se puede utilizar para compensar ambos problemas mientras la medición está en curso.
En otras palabras, en el analizador de vibraciones en funcionamiento con seguimiento de pedidos, el muestreo no lo realiza el reloj del equipo, para definir un intervalo de tiempo fijo entre muestras en el bloque de tiempo que servirá como base para calcular la FFT, como se muestra en la figura 9.3 a continuación se presenta.
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.6 de la velocidad de rotación
Esta técnica simplemente equivale a escalar el eje de frecuencia cuando se conoce o se puede deducir la velocidad de rotación y normalmente no es útil con mapas espectrales., el gráfico del espectro de frecuencia tendrá una calibración fija en las órdenes de rotación. Este es el resultado del analizador, con efecto, muestra con un ángulo delta constante, rotación del eje.
9.4 El efecto del muestreo externo en el mapa espectral.
En el muestreo sincronizado con la rotación de la máquina, lo que ocurrirá es que las líneas del espectro de frecuencias relacionadas con la velocidad de rotación aparecerán en una frecuencia estacionaria.. Esto es muy útil al analizar vibraciones en máquinas., dado que la mayoría de los defectos de la máquina están relacionados con la frecuencia de rotación del eje. Una buena forma de ilustrar los efectos del control de muestreo sincrónico (o externo) es con mapas espectrales hechos en modos de muestra normal y externo, de la velocidad de rotación
Esta técnica simplemente equivale a escalar el eje de frecuencia cuando se conoce o se puede deducir la velocidad de rotación y normalmente no es útil con mapas espectrales.) Muestreo por reloj interno
segundo) Muestreo controlado por un tacómetro externo, sincronizado con la velocidad de rotación del eje
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.7 Dos mapas espectrales de la puesta en marcha de una máquina ilustran el efecto del control de muestreo externo, una vibración analizador.
Estos dos mapas espectaculares se crearon durante el inicio de una máquina.. Tenga en cuenta que en el mapa con muestreo normal, los componentes de frecuencia relacionados con la velocidad de rotación se mueven hacia la derecha a medida que aumenta la velocidad, mientras que los componentes de frecuencia fija (por ejemplo,resonancias estructurales y relacionadas con el suministro eléctrico) aparecen en línea recta en la misma posición de frecuencia.
En el mapa con control de muestreo externo (segundo), los componentes de frecuencia relacionados con la velocidad de rotación, subir directamente al mapa espectral, mientras que los componentes de frecuencia fija se mueven hacia la izquierda (su frecuencia relativa cae a medida que aumenta la velocidad de rotación).
9.5 Muestreo externo y seguimiento de pedidos ("rastreo de orden")
La principal ventaja del control de muestreo síncrono es que la presentación en tiempo real de los componentes espectrales relacionados con el pedido (velocidad de rotación) permanecer en una posición fija en el eje horizontal. Durante las mediciones individuales (o especialmente con promedio) las variaciones de velocidad no provocan “ampliación” frecuencia en un rango de frecuencia. Otra ventaja es que la extracción de rangos de pedidos se simplifica enormemente y mejora la precisión.. El seguimiento de un pedido es el gráfico de un pedido individual a medida que cambia la velocidad de rotación.. Dado que la frecuencia de estos componentes se ha normalizado a un valor fijo, Se puede utilizar una función de marcador simple para extraer un seguimiento de pedidos del gráfico del mapa espectral como se muestra en la figura..
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.8 Se utiliza una función de "marcador de corte" para extraer información relacionada con un pedido en el gráfico del mapa espectral muestreado de forma sincrónica (inferior) y crea un gráfico de seguimiento de pedidos (superior) para el 3er orden
9.6 Diagrama de bloques de muestreo externo y seguimiento de pedidos
Normalmente para controlar el muestreo, la señal una vez por rotación se multiplica por un multiplicador. El multiplicador es necesario porque los analizadores de vibraciones suelen muestrear a una velocidad de 2,56 veces el rango de frecuencia. Dado que generalmente es deseable mirar varios pedidos, o impulso de tacómetro, una vez por rotación, debe ser multiplicado por 2,56 multiplicado por el número de pedidos a analizar. Por ejemplo, en caso de que necesite analizar una máquina para una frecuencia de 100 instrucciones, con una señal una vez por revolución, Sería necesario multiplicar el impulso para producir 2,56 * 100 = 256 pulsos de muestreo por rotación. Si el tamaño del bloque fuera 1024 lugares, habría exactamente 4 rotaciones en un bloque de datos. Un requisito importante para el multiplicador es la protección anti-aliasing. El aliasing ocurre cuando la frecuencia de muestreo de datos es demasiado lenta, Permitir que las señales de alta frecuencia se tergiversen como señales de baja frecuencia.. El alias se evita si se utiliza un filtro para limitar las señales de entrada a las frecuencias inferiores 1/2 la frecuencia de muestreo como se ve arriba. Dado que la frecuencia de muestreo varía, es necesario tener un filtro anti-aliasing de seguimiento variable (filtro de seguimiento). La figura muestra un diagrama de bloques de esta implementación digital de control de muestra síncrono..
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.9 Diagrama de bloques de la implementación del control de muestras síncrono.
9.7 Medidas de arranques y paradas de la máquina: el diagrama de Bodé
Una medida importante que se realiza utilizando la capacidad de los analizadores de vibraciones para seguir órdenes es la de arranques y paradas de la máquina.. En muchas máquinas, la única vez que operan a ciertas velocidades importantes (o sea. velocidades críticas, en resonancias estructurales, etcétera) es durante un arranque o parada. Esta medida es una indicación importante del estado de las máquinas y generalmente se utiliza para calificar nuevas máquinas de alta velocidad o después de una revisión.. La medición utiliza el desequilibrio residual en la máquina para excitarla a diferentes frecuencias., ya que trabaja a la velocidad operativa y mide la respuesta (magnitud y fase) en función de la velocidad. Utiliza las capacidades básicas de seguimiento de pedidos del analizador de vibraciones junto con características especiales para mostrar los resultados de esta medición..
Se utilizan dos formatos de visualización comunes con esta medida; uno es el diagrama de Bode y el otro es el diagrama polar. El diagrama de Bode muestra la magnitud y la respuesta de fase del sistema al inicio o parada en función de la velocidad. (RPM).
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.10 – El diagrama de Bode de poner en marcha una máquina, mostrando velocidades críticas. El gráfico superior muestra el nivel de vibraciones., el medio la fase y el inferior la velocidad de rotación. El nivel de vibraciones y la fase se muestran en función de 1 de la velocidad de rotación
Esta técnica simplemente equivale a escalar el eje de frecuencia cuando se conoce o se puede deducir la velocidad de rotación y normalmente no es útil con mapas espectrales., es su capacidad para seguir simultáneamente varias órdenes y mostrarlas, más allá de la velocidad de rotación fundamental (1ª orden); así como el nivel general y el perfil de rpm como se ve en la figura.
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.11 - Diagrama de Bode de puesta en marcha de una máquina., con presentación de segundo y tercer orden, así como el nivel general y las RPM de la máquina.
9.8 Medidas de arranques y paradas de la máquina: el diagrama polar (o de Nyquist)
En el diagrama polar se muestra la amplitud de las vibraciones en función de la fase.
Analizador de vibraciones 9 – Figura 9.12 – Diagrama Polar (o de Nyquist) poner en marcha una máquina que muestra la fase y el nivel en forma polar. Tenga en cuenta el giro que se le da al gráfico para compensar el posicionamiento de los sensores de fase y vibración..
