Novos Applets BK Connect para pós-processamento

Neste artigo, exploraremos uma possível aplicação onde o Analisador Portátil Tipo 2250 é combinado com um applet BK Connect para testes periódicos pós-processamento de máquinas rotativas. O tipo 2250 é usado como uma solução altamente portátil para medições no campo com indicações simples de passe/falha, backup com o Applet Tipo 8490-G pós-análise do BK Connect para análise mais detalhada de testes falhos.

A medição de vibração é comumente usada para o monitoramento de condições de máquinas rotativas. Em grandes instalações, o monitoramento permanente e contínuo é comumente utilizado, mas em situações onde o maquinário é amplamente distribuído geograficamente, ou é móvel, medições periódicas de vibração com um analisador de vibração portátil podem ser mais práticas. O tipo 2250 é ideal para este aplicação, para testar quase qualquer máquina giratória, de um ventilador de desktop até um motorde helicóptero.

Com o módulo de Análise BZ-7230 FFT, o Tipo 2250 pode ser configurado para medidas simples de passagem ou falha de máquinas rotativas durante um teste de execução. Várias janelas de tolerância podem ser definidas, cada um especificando critérios de nível em uma determinada faixa de frequência, que podem ser usados para definir efetivamente critérios de vibração em diferentes velocidades da máquina durante o teste de execução. Uma vez configuradas janelas de tolerância para uma máquina específica e teste, a configuração completa pode ser salva como um modelo e uma senha protegidas. O modelo resultante pode ser compartilhado com segurança com técnicos para testes de campo, dando resultados de testes inequívocos sem a necessidade de conhecimento especializado de som e teste de vibração.

Um teste de execução com o Tipo 2250 como descrito acima, dá um resultado de passe ou falha rápida e simples, mas não fornece muita energia de diagnóstico. Em situações em que uma máquina excede os limites em uma ou mais janelas de tolerância, uma análise adicional com o Applet de pós-análise do pedido BK Connect pode ajudar a revelar a causa da excedência, informando ações futuras. 

Para que possamos analisar nossas medições no BK Connect, precisamos habilitar a gravação de sinal no Tipo 2250. Com a opção de gravação de sinal BZ-7226, o Tipo 2250 pode ser configurado para registrar toda a medição como um arquivo de onda de 24 bits e 48 kHz. A sonda CCLD Laser Tacho Tipo 2981 também pode ser conectada ao Tipo 2250 para adicionar RPM à medição, exibida em tempo real e codificada automaticamente no arquivo de onda para pós-processamento. Com essas adições, a análise do pedido agora pode ser realizada nas medições do BK Connect.

Mas por que devemos fazer a análise da ordem? A análise da ordem relaciona a medição às revoluções, velocidade rotacional e ordens harmônicas das peças rotativas das máquinas que estão sendo testadas. Sistemas mecânicos com elementos rotativos experimentarão forças de excitação periódicas com uma frequência fundamental após a frequência de rotação. Essas forças de excitação dão origem a sinais de resposta periódica correspondentes, ou seja, sinais com conteúdo na frequência fundamental (rotacional) e seus harmônicos. As técnicas de análise de pedidos nos permitem extrair essas ordens harmônicas dos sinais de resposta, dando-nos uma visão adicional das causas dos fenômenos de ruído e vibração no sistema em teste. 

O Applet de Pós-processamento de Ordem para BK Connect, Tipo 8490-G inclui modelos para extração de Ordens da análise FFT e análise de Order Tracking com reamostragem digital. Cada uma dessas técnicas são resumidas abaixo, juntamente com algumas de suas principais vantagens e desvantagens. É claro que a mesma medição pode ser analisada no BK Connect com ambas as técnicas separadamente, portanto não há necessidade de escolher qual técnica usar no momento da medição.

Uma extração de ordem a partir da análise FFT ou uma medição de run-up revela a relação entre espectro de frequência e RPM. Nesta análise, um espectro de frequência de FFT é calculado para cada intervalo de velocidade (calculado a partir do sinal do tacômetro). Uma vez que os espectros ainda são apresentados em termos de frequência, esta análise tem o benefício da familiaridade para os usuários provenientes da simples análise de frequência, e características proeminentes na medição podem ser mais facilmente relacionadas a fenômenos audíveis. Componentes de frequência constante, como ressonâncias estruturais, podem ser facilmente identificados em uma trama de contorno, manifestando-se como linhas verticais em frequências fixas. Mas como cada fatia de espectro representa uma série de velocidades, a frequência dos componentes do pedido pode dificultar a separação de ordens mais altas, particularmente para taxas de varredura rápida no run-up. 

Em uma análise de rastreamento de ordem, o sinal de medição é reamostrado de acordo com a velocidade rotacional da máquina usando o sinal do tacômetro, de modo que haja um número constante de amostras por revolução. A transformada de Fourier do sinal reamostrado fornece o espectro de ordem, com um eixo x em ordens harmônicas relacionadas à taxa de rotação fundamental do sistema, em vez de frequência em Hertz. Em uma trama de contorno, as ordens e componentes inter-harmônicos aparecem como linhas verticais claras, e componentes de frequência constante, como ressonâncias estruturais, seguem curvas hiperbólicas na trama do contorno. Os componentes da ordem não são mais manchados, tornando as ordens harmônicas mais elevadas identificáveis. Combinada com o conhecimento do sistema em teste, como o número de lâminas em um ventilador ou dentes em uma engrenagem, esta análise também pode fornecer insights sobre as relações entre partes do sistema e componentes da ordem, auxiliando o diagnóstico de falhas. 

Este artigo apenas aproxima a superfície da teoria e aplicações da análise de pedidos e rastreamento de pedidos, e as possibilidades de análise pós-processamento no BK Connect para aumentar o poder diagnóstico das medições de vibração feitas com o Tipo 2250. Benefícios semelhantes podem ser encontrados combinando medidas manuais no Tipo 2250 ou Tipo 2270 com outros applets BK Connect, mantendo a simplicidade e portabilidade do analisador portátil para medição no campo.

As técnicas de análise nos permitem extrair essas ordens harmônicas dos sinais de resposta, dando-nos uma visão adicional das causas dos fenômenos de ruído e vibração no sistema em teste. 
O Applet de Pós-processamento de Ordem para BK Connect, Tipo 8490-G inclui modelos para extração de Ordens da análise FFT e análise de Order Tracking com reamostragem digital. Cada uma dessas técnicas são resumidas abaixo, juntamente com algumas de suas principais vantagens e desvantagens. É claro que a mesma medição pode ser analisada no BK Connect com ambas as técnicas separadamente, portanto não há necessidade de escolher qual técnica usar no momento da medição.

Uma extração de ordem a partir da análise FFT ou uma medição de run-up revela a relação entre espectro de frequência e RPM. Nesta análise, um espectro de frequência de FFT é calculado para cada intervalo de velocidade (calculado a partir do sinal do tacômetro). Uma vez que os espectros ainda são apresentados em termos de frequência, esta análise tem o benefício da familiaridade para os usuários provenientes da simples análise de frequência, e características proeminentes na medição podem ser mais facilmente relacionadas a fenômenos audíveis. Componentes de frequência constante, como ressonâncias estruturais, podem ser facilmente identificados em uma trama de contorno, manifestando-se como linhas verticais em frequências fixas. Mas como cada fatia de espectro representa uma série de velocidades, a frequência dos componentes do pedido pode dificultar a separação de ordens mais altas, particularmente para taxas de varredura rápida no run-up. 

Em uma análise de rastreamento de ordem, o sinal de medição é reamostrado de acordo com a velocidade rotacional da máquina usando o sinal do tacômetro, de modo que haja um número constante de amostras por revolução. A transformada de Fourier do sinal reamostrado fornece o espectro de ordem, com um eixo x em ordens harmônicas relacionadas à taxa de rotação fundamental do sistema, em vez de frequência em Hertz. Em uma trama de contorno, as ordens e componentes inter-harmônicos aparecem como linhas verticais claras, e componentes de frequência constante, como ressonâncias estruturais, seguem curvas hiperbólicas na trama do contorno. Os componentes da ordem não são mais manchados, tornando as ordens harmônicas mais elevadas identificáveis. Combinada com o conhecimento do sistema em teste, como o número de lâminas em um ventilador ou dentes em uma engrenagem, esta análise também pode fornecer insights sobre as relações entre partes do sistema e componentes da ordem, auxiliando o diagnóstico de falhas. 

Este artigo apenas aproxima a superfície da teoria e aplicações da análise de pedidos e rastreamento de pedidos, e as possibilidades de análise pós-processamento no BK Connect para aumentar o poder diagnóstico das medições de vibração feitas com o Tipo 2250. Benefícios semelhantes podem ser encontrados combinando medidas manuais no Tipo 2250 ou Tipo 2270 com outros applets BK Connect, mantendo a simplicidade e portabilidade do analisador portátil para medição no campo.