Acelerometros Sensibilidad

I.

Sobrecarga o saturación de acelerómetros por mediciones de campo

Este breve artículo trata sobre la falla común encontrada muchas veces al analizar algunas máquinas
rotativas en ciertas plantas y bajo ciertas condiciones en las cuales puede aparecer un mensaje de error en
los resultados de algunos sistemas avanzados de análisis tales como el Predict/DLI ExpertALERT (EAV) o
si es manual en elanálisis aparecen distorsiones en el espectro de Vibraciones de la máquina.
El mensaje de error o llamado de atención que aparece en el sistema EAV es “Questionable Data at
1T”, este mensaje puede ir indicado en cualquier posición y dirección y generalmente va acompañado de
una distorsión en la señal del sensor lo cual hace inútil la data obtenida en esa posición o dirección.
Este fenómeno ocurreen los acelerómetros o sensores piezo-eléctricos los cuales utilizan el voltaje
como salida para el análisis, este voltaje es generado por los cristales piezo-eléctricos proporcionalmente a
la vibración presente (aceleración o velocidad) que produce esfuerzos de corte o carga sobre estos cristales,
este fenómeno fue descubierto por el francés Curie.
Dependiendo del modo de operación los sensoresse clasifican en:
a) Carga:
En los tipo o modo de Carga el sensor sólo contiene el elemento sensible a la vibración y el circuito
amplificador de la carga está físicamente en otro sitio, generalmente algunos metros del punto de medición,
la salida de estos sensores es una señal de alta impedancia la cual se convierte a una señal de baja
impedancia mucho más fácil de interpretar mediante unamplificador de carga que se coloca entre el sensor
y el instrumento de medición estos sensores son muy costosos y son empleados para aplicaciones de alta
temperatura (mayores a 150 °C) en turbinas de gas, manifolds de escape, calandras, rodillos y Yankees de
máquinas papeleras entre otras, figura 1.
b) Voltaje:
Este tipo de sensores es el más empleado debido a su sencillez, bajo costo y rangos defrecuencia, en
este caso el elemento sensible a la vibración está acompañado de los circuitos electrónicos amplificadores
de la señal, el cual se conoce como: ICP o IEPE y esta configuración permite la rápida conversión de la
señal de alta impedancia a una señal de baja impedancia inmediatamente sin necesidad de cables o
convertidores especiales lo cual ha restringido su uso en aplicaciones industrialesa temperaturas no
mayores a 120 grados Celsius, figura 1.

Figura 1a
Figura 1b

Estos 2 tipos de sensores son fabricados por diferentes fabricantes con sus marcas y patentes registradas la
marca seleccionada por nuestra empresa ha sido Wilcoxon basada en Maryland, USA por tener la mejor
relación precio-valor del mercado, sin embargo cualquier requerimiento, problema o aplicación especialrequiere cierto estudio.
En cuanto a la correcta selección del sensor este ha sido uno de los grandes conflictos encontrados en
nuestro trabajo del día a día debido a que el sensor es el 1er eslabón en la cadena de Detección de la falla y
su incorrecto uso generará poca confiabilidad en el diagnóstico.
La principal causa de ello son los diferentes parámetros que influyen en la selección del sensor ymencionados a continuación entre otros:
1) Rango de frecuencia.
2) Sensibilidad.
3) Modo mecánico de operación: Compresión, corte o flexión.
4) Modo eléctrico de operación: Carga o Voltaje.
5) Aterramiento.
6) Material del sensor.
7) Tamaño y peso.
8) Tipo de montaje.
9) Condiciones operacionales.
10) Costo.
La evaluación de todos estos factores y su ponderación por parte del ingeniero o analista decampo se
escapa al alcance de este corto artículo, sin embargo se revisarán las 2 primeras: Rango de frecuencia y la
sensibilidad para minimizar su impacto en la saturación del sensor.
1) Rango de frecuencia:
El rango de frecuencia de interés está determinado por la geometría, cinemática o configuración
mecánica de la máquina en cuestión y la frecuencia fundamental de excitación (vibración al) o...