Cet article s'appuie sur les nombreuses années d'expérience de Brüel & Kjær VTS dans le domaine vibratoire et sur la multitude de problèmes rencontrés lors des essais en vibration de composants et d'ensembles. Ce premier article traite de la conception d’un site, notamment :
- Agencement
- Environnement
- Servitudes et câblage
- Électromagnétique
Agencement de la salle de contrôle
Emplacement de la salle de contrôle
La salle de contrôle doit, si possible, être positionnée à proximité du système de vibration. En cas d'impossibilité, un système de surveillance doit être installé pour permettre de visualiser le vibrateur.
Accès à la salle
Un accès approprié doit être aménagé, à la fois pour l'installation et l'entretien du système de vibration, mais également pour faciliter et sécuriser le montage des charges utiles et accessoires.
Vibration
Il faut prendre en considération les vibrations, surtout à basse fréquence, qui seront transmises par le sol durant les essais. Différentes options de montage sont disponibles afin de minimiser les vibrations transitoires, mais toutes présentent une limite aux basses fréquences. Un montage inadapté de l'isolation en résonance peut entraîner un mouvement excessif du vibrateur pouvant entraîner des dommages sur le bâtiment alentour.
Emplacement de l’amplificateur
L'amplificateur du système ne doit pas être installé contre une paroi, car cela limiterait le flux d'air nécessaire à son refroidissement ; l'entretien sera également plus simple si l'amplificateur est situé au milieu d'un espace libre. Les manuels d'utilisation des systèmes contiennent des recommandations détaillées à ce sujet.
Supports Airglide
Lorsque le vibrateur est équipé de supports "Airglide", il convient de s'assurer que le sol dispose d'une finition et d'un nivellement appropriés, comme indiqué dans le manuel d'utilisation.
Flexibles de ventilation
Rallongé les tuyaux de ventilation ne doivent pas être installées sans avoir préalablement consulté le service technique VTS Brüel & Kjær ; toute rallonge de tuyaux pouvant entraîner une surchauffe du vibrateur. De même, il convient d'éviter les coudes trop prononcés et de modifier les configurations indiquées dans les plans d'ensemble sans avoir au préalable consulté le service technique de VTS Brüel & Kjær.
Chargement au sol
Le sol doit pouvoir supporter la charge du système de vibration - les vibrateurs et équipements associés sont des éléments lourds.
Emplacement des principaux éléments d'isolation
Les principaux dispositifs d'isolation électrique et les interrupteurs doivent être installés dans un endroit accessible, à proximité de l'amplificateur. Le positionnement doit être conforme aux règles de sécurité applicables.
Acoustique
Il faut être conscient qu'en raison de la nature des systèmes de vibration, un bruit est généré par l'armature. Pour les systèmes plus importants, les niveaux de bruit peuvent généralement être très élevés. Il convient de considérer attentivement le recours à des dispositifs d'atténuation du bruit, des salles insonorisées, etc. Les niveaux de bruit des vibrateurs sont spécifiés dans les manuels d'utilisation.
Autres équipements
L'installation de systèmes de vibration à proximité d'autres équipements lourds peut engendrer des problèmes dus à la transmission de vibrations ou de bruit électrique.
Environnement des essais en vibrations
Température et humidité
Il est conseillé de ne pas faire fonctionner les systèmes VTS Brüel & Kjær au-delà des limites de température et d'humidité ; celles-ci sont spécifiées dans les manuels d'utilisation associés.
Altitudes élevées
À des altitudes plus élevées, le refroidissement du vibrateur sera affecté par la réduction de la densité de l'air. Si cette situation est susceptible de devenir un problème, il est recommandé de consulter l'équipe technique VTS Brüel & Kjær VTS pour un avis complémentaire.
Nettoyage
Le système d'essai en vibration et les équipements associés ne doivent pas être utilisés en environnement humide, huileux, sale ou poussiéreux. La saleté et la poussière sont susceptibles de compromettre le bon fonctionnement du système de positionnement central (le cas échéant). L'humidité accumulée peut provoquer la corrosion du vibrateur et peut également occasionner des courts-circuits électriques. L'huile présente sur ou autour du vibrateur peut rendre les surfaces glissantes, ce qui constitue un danger pour les opérateurs. S'assurer que la zone environnante est propre et bien entretenue est un aspect essentiel pour les opérations de maintenance quotidiennes.
Condensation
Si les conditions de température et d'humidité en opération (notamment en chambre thermique) sont de nature à faire descendre la température de l'armature du vibrateur en dessous du point de rosée, on observe un phénomène de condensation sur l'armature. Ce phénomène peut entraîner une corrosion du châssis et provoquer des courts-circuits électriques. Il est possible d'éviter ces problèmes :
- L'utilisation d'une barrière thermique
- Montage d'éléments thermiques autour de la zone d'interface armature/chambre
- Diriger l'air chaud expulsé par le ventilateur vers la partie inférieure de la chambre
Dépression
Lorsque le vibrateur fonctionne avec une chambre d'altitude, cette dernière exerce une aspiration sur l'armature. Dans le cas de systèmes basés sur un vibrateur refroidi par air, il convient de noter que la compensation de la charge repose sur une pression positive, ce qui implique un contrôle particulier. Dans les systèmes d'essai en vibration refroidis à l'eau, on installe une petite pompe à vide pour exercer une pression négative sur l'armature. Ceci, cependant, fonctionne contre la pompe à vide pour la chambre, qui est habituellement plus grande.
Expansion thermique
Dans le cadre de l'utilisation d'une chambre thermique, il faut tenir compte de la dilatation thermique et des contraintes provoquées ; cela est particulièrement important lorsque la chambre est fixée à une table vibrante multi-paliers.
Corrosion des éléments au magnésium
L'alliage en magnésium utilisé dans les tables vibrantes, les têtes d’expansion et autres composants est susceptible de corrosion, il convient par conséquent de respecter scrupuleusement les conseils d'entretien et de maintenance du système d'essai en vibration indiqués dans la notice d'utilisation.
Servitudes et câblage des équipements d'essais en vibrations
Disponibilités des servitudes
Il est recommandé de vérifier que toutes les servitudes nécessaires aux équipements sont disponibles et qu'ils sont spécifiés dans les manuels d'utilisation concernés.
Câblage
Les éléments suivants doivent être considérés lors des opérations de câblage :
- Les longueurs de câble doivent être réduites au minimum, les câbles dépassant la longueur spécifiée dans le manuel d'utilisation étant susceptibles de limiter les performances du système. Si vous avez le moindre doute, consultez l'équipe d'ingénieurs VTS Brüel & Kjær
- Il importe de veiller à ne pas appliquer de charges et de tensions excessives aux terminaisons des câbles
- Les conduites pour le pilote de l'armature et des câbles extérieurs doivent être ventilées pour éviter toute accumulation de chaleur, ce qui pourrait limiter les performances et causer des dommages;
- Les câbles doivent être soigneusement positionnés afin d'éviter tout risque de chute.
- Les câbles d'alimentation et de signaux doivent être conduits séparément pour éviter les interférences.
- Tous les câbles de signaux doivent être blindés; les câbles triaxiaux doivent être utilisés pour les signaux analogiques sur de grandes longueurs
Des conseils supplémentaires concernant le câblage sont disponibles dans les manuels d'utilisation concernés.
Conception de l’infrastructure électromagnétique
Sécurité et mise à la terre des RFI
Il est recommandé d'installer et d'utiliser des prises terre sécurisées dans la mesure du possible. Les liaisons RFI doivent être utilisées et doivent être conformes aux spécifications. Des conseils supplémentaires concernant la mise à la terre sont disponibles dans les manuels d'utilisation concernés.
Installation du vibrateur
Le châssis du vibrateur est fabriqué en acier afin de garantir la conductivité des champs magnétiques. Si le châssis est rattaché à des éléments en acier de dimensions importantes non fournis par Brüel & Kjær VTS, ces champs circuleront dans ces éléments. Ce phénomène peut entraîner des problèmes avec les plateaux magnétisés, une perte de flux dans le vibrateur et/ou générer de puissants champs magnétiques parasites.
Emplacement des équipements de pilotage
Si le contrôleur est placé à proximité du vibrateur, un champ magnétique parasite peut fausser le dispositif.
Champ basse fréquence
Brüel & Kjær VTS recommande au personnel, notamment aux personnes équipées de prothèses médicales, de ne pas pénétrer dans la zone lorsque le système d'essai en vibration est en fonctionnement.
Des conseils supplémentaires en matière de sécurité sont disponibles dans les manuels d'utilisation concernés.
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