ÍNDICE
Dónde debe montarse un acelerómetro
Un acelerómetro debe montarse de forma que su eje principal, en el que la sensibilidad es máxima, coincida con la dirección de medida de interés. Conviene recordar que los acelerómetros también son ligeramente sensibles a las vibraciones en la dirección transversal. Sin embargo, esta sensibilidad transversal suele ser inferior al 5% de la sensibilidad en el eje principal y, en general, puede despreciarse.
Normalmente, la posición del punto de medida se selecciona en función del motivo por el que medimos la vibración del objeto. Tomemos como ejemplo el alojamiento de un rodamiento (ver el diagrama de más abajo). En este caso, las medidas de aceleración se utilizan para monitorizar el estado de funcionamiento de un eje y del propio rodamiento. Por tanto, el acelerómetro debe colocarse de forma que reciba directamente la vibración del rodamiento.
Si nos fijamos en el diagrama, el acelerómetro "A" detecta de forma predominante la señal de vibración del rodamiento, muy por encima de las vibraciones de otros elementos de la máquina. En cambio, la vibración que detecta el acelerómetro "B" se transmite a través de algún elemento de conexión que seguramente la modifica, y también detecta señales de otras partes de la máquina. Del mismo modo, el acelerómetro "C" está situado en una trayectoria más directa que el acelerómetro "D".
Esto nos plantea otra cuestión: ¿en qué dirección deberíamos medir una vez posicionado el acelerómetro sobre el elemento de la máquina de interés? Es imposible establecer una regla general. Como ejemplo, para el rodamiento del diagrama se podría obtener información valiosa a efectos de monitorización midiendo tanto en la dirección axial como en una de las direcciones radiales, preferiblemente la que presente menor rigidez.
La respuesta de los objetos mecánicos a las vibraciones forzadas es un fenómeno complejo y lo habitual es registrar diferencias importantes de un punto a otro en los niveles de vibración y espectros de frecuencia. Incluso en puntos de medida próximos entre sí en un mismo elemento de la máquina.
CLIPS DE MONTAJE PARA ACELERÓMETROS
Montaje del acelerómetro
El método de montaje del acelerómetro en el punto de medida es uno de los factores más decisivos para obtener resultados precisos en nuestras medidas prácticas de vibraciones. Un montaje poco cuidado reduce la frecuencia de resonancia del conjunto y puede limitar enormemente el rango de frecuencia útil del acelerómetro.
Lo ideal es montar el acelerómetro sobre una superficie plana y lisa utilizando un perno roscado, tal y como se muestra en el diagrama siguiente. Para mejorar la rigidez de montaje (y asegurarse una frecuencia de resonancia más próxima a la de las especificaciones), suele ser útil aplicar una fina capa de grasa a la superficie de montaje antes de roscar a fondo el acelerómetro.
MÁS INFORMACIÓNACELERÓMETRO MODELO 4533-B
El orificio que se practica en la pieza de la máquina debe ser lo bastante profundo como para que el perno no haga presión contra la base del acelerómetro. En el diagrama de más abajo, la gráfica superior muestra una curva de respuesta típica de un acelerómetro de uso general montado sobre una superficie plana con un perno de fijación. La frecuencia de resonancia que se obtiene es casi tan alta como la frecuencia de resonancia de 32 kHz obtenida en condiciones de calibración, montando el acelerómetro sobre una superficie totalmente lisa y plana.
Un método de montaje alternativo muy popular consiste en utilizar una fina capa de cera de abeja para pegar el acelerómetro en su posición. Es importante apretar la cera lo más posible para conseguir una capa muy fina. Como puede verse en la curva de respuesta, solo se produce una ligera reducción en la frecuencia de resonancia (a 29 kHz). Este método solo puede emplearse hasta unos 40 °C porque, a temperaturas más altas, la cera de abeja se ablanda. Sobre una superficie limpia, este método de montaje con cera de abeja puede utilizarse hasta niveles de aceleración de unos 100 m/s2.
Cuando se desea crear un punto de medida permanente en una máquina pero no interesa taladrar orificios en ella, se pueden utilizar pernos de cimentación, que se fijan al punto de medida con un adhesivo rígido. Es recomendable emplear adhesivos epoxi y de cianoacrilato. Los adhesivos más blandos pueden reducir considerablemente el rango de frecuencia utilizable del acelerómetro.Si es preciso aislar eléctricamente el cuerpo del acelerómetro del objeto de medida, se puede emplear una arandela de mica y un perno aislado. Este montaje se utiliza para evitar bucles de masa (más información en el capítulo siguiente sobre "Efectos ambientales"). Se suministra una arandela de mica gruesa, de la que es preciso cortar una lámina delgada. Estos dos métodos de fijación también dan buenos resultados: la frecuencia de resonancia del acelerómetro de nuestro ejemplo solo se reduce a unos 28 kHz.
Si el punto de medida es una superficie magnética plana, se puede utilizar un imán permanente como método de sujeción sencillo. Además, este método también permite aislar eléctricamente el acelerómetro, incorporando un disco de material aislante. El inconveniente de este método es reduce la frecuencia de resonancia del acelerómetro de nuestro ejemplo a unos 13-20 kHz, dependiendo de que se utilice o no un disco de material aislante y de que se emplee o no grasa de silicona para el montaje. En consecuencia, no puede utilizarse para mediciones muy por encima de 7-13 kHz. La fuerza de retención del imán es suficiente para niveles de vibración de hasta 1000 m/s2 (dependiendo del tamaño del acelerómetro).
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Para medidas rápidas de reconocimiento, resulta muy cómodo utilizar una sonda de mano con un acelerómetro montado en el extremo superior. No obstante, este montaje tiene una rigidez general muy baja y puede dar lugar a grandes errores de medida.
Este último método no da resultados repetibles. Se debe utilizar un filtro de paso bajo para limitar el rango de medida a unos 1000 Hz.
Utilice los botones de abajo para continuar con el siguiente capítulo, sobre efectos ambientales que pueden afectar a las medidas.
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