Sensores vibracionais: acelerômetros IEPE, transformadores de velocidade, sensores de proximidade

Introdução: Importância dos dispositivos de medição de vibração para a confiabilidade da produção

Dispositivos de medição de vibração são componentes críticos de sistemas de controle e monitoramento em instalações industriais. Sua função principal é detectar processos de vibração que ocorrem em sistemas mecânicos, para garantir sua segurança, durabilidade e eficiência. Dispositivos de medição de vibração são utilizados para detectar desvios no funcionamento do equipamento, identificação de tensões de fadiga, detecção de desgaste, bem como para prever falhas. Dessa forma, a escolha correta, instalação e monitoramento de dispositivos de medição de vibração são necessários para garantir a confiabilidade da produção.

Princípios fundamentais: física e mecânica de medição de vibrações

Dispositivos de medição de vibração funcionam com base no princípio de medição de vibração, que é o movimento de um corpo com velocidade variável. A vibração pode ser medida na forma de velocidade, aceleração ou deslocamento. Conforme isso, dispositivos de medição de vibração são divididos em três tipos principais: acelerômetros IEPE, transformadores de velocidade e sensores de proximidade.

Acelerômetros IEPE utilizam amplificadores eletrônicos com sinal de saída de tensão proporcional à aceleração. Transformadores de velocidade medem a velocidade de vibração, enquanto sensores de proximidade medem a variação da distância entre superfícies, permitindo a detecção de vibração em níveis muito baixos.

Características técnicas e padrões

Os dispositivos de medição de vibração devem ser fabricados de acordo com os seguintes padrões:

• IEPE (Integrated Electronic Piezoelectric) — padrão de definição de amplificadores eletrônicos utilizados em acelerômetros. Conformidade com IEPE 1424 garante a harmonização dos sinais de medição.
• ISO 281 — estabelece o padrão para a medição da aceleração, velocidade e deslocamento da vibração.
• DSTU 4814-99 — estabelece requisitos para instrumentação de medição utilizada na indústria ucraniana.
• EN 50081 — estabelece a compatibilidade eletromagnética para dispositivos de medição.
• IEC 60947-2 — estabelece requisitos para dispositivos elétricos utilizados em sistemas industriais.

Critérios de seleção de dispositivos de medição vibracional incluem:

• Intervalo de medição (por exemplo, 0–500 Hz, 0–1000 Hz)
• Precisão das medições (por exemplo, ±0,5%, ±1,0%)
• Sinal de saída (por exemplo, 0–10 V, 4–20 mA)
• Temperatura máxima de funcionamento (por exemplo, -40°C até +85°C)
• Potência de consumo (por exemplo, 10 mA, 5 V)

Critérios de seleção e cálculo

A escolha do dispositivo de medição de vibração depende do tipo de medição, condições de operação e exigências de precisão. Abaixo está a tabela que ajuda a determinar a opção ótima para o dispositivo de medição de vibração.

Práticas dicas de instalação e ajuste

O correto instalação e ajuste de dispositivos de medição de vibração desempenha um papel fundamental na garantia de sua confiabilidade e precisão:

1. Escolha do local de instalação — a escolha do local deve garantir uma conexão estável ao equipamento e a ausência de influências externas (calor, umidade, campos magnéticos).
2. Conexão — use cabos com alta imunidade a influências eletromagnéticas e conformidade com os padrões IEC 60947-2.
3. Configuração — ajuste os parâmetros do dispositivo de medição de acordo com os dados do fabricante e as condições de operação.
4. Teste — realize testes antes do uso, para garantir a conformidade com os requisitos dos padrões.
5. Monitoramento — verifique regularmente o estado do dispositivo e as medições para garantir a precisão.

Modos de falha e análise de causas

As mais comuns falhas de dispositivos de medição de vibração incluem:

• Aumento da vibração — indica possível desgaste ou fadiga.
• Mudança no sinal de saída — pode ser causada pela umidade, sujeira ou influências eletromagnéticas.
• Instabilidade — ocorre devido à instalação incorreta ou instabilidade do sinal de entrada.
• Alteração de parâmetros — pode ser causada por influências térmicas ou mudanças nos parâmetros de vibração.

A determinação das causas de falha pode incluir o uso de indicadores visuais, análise de dados e execução de testes diagnósticos.

Previsão de fadiga e monitoramento do estado

Métodos modernos de previsão de fadiga e monitoramento do estado medem parâmetros de vibração para detectar possíveis falhas. São utilizados os seguintes métodos:

• Filtragem de sinal — aplicada para remoção de ruído e aumento da precisão das medições.
• Análise de frequência — é utilizada para detectar desvios no espectro de frequência.
• Monitoramento de temperatura — é utilizado para detectar o impacto da temperatura no dispositivo.
• Processamento computacional — aplicado para análise de dados e previsão de fadiga.

Esses métodos garantem alta precisão e eficiência nas medições, que atendem aos requisitos dos padrões.

Tabela comparativa

Abaixo está uma tabela comparativa que mostra as diferenças entre três variantes de dispositivos de medição de vibração.

Conclusão

Os dispositivos de medição de vibração são componentes indispensáveis para garantir a confiabilidade e a eficiência das instalações industriais. A escolha correta, instalação e monitoramento dos dispositivos de medição de vibração desempenham um papel fundamental na garantia do seu funcionamento contínuo. A Unitec-D (UNITEC-D) é um fornecedor confiável de dispositivos de medição de vibração, que atendem aos requisitos dos padrões e garantem alta precisão nas medições. Para obter informações completas sobre os dispositivos de medição de vibração disponíveis, visite https://www.unitecd.com/e-catalog/.

Fontes

• ISO 281 — Medição de vibração
• DSTU 4814-99 — Requisitos para instrumentação de medição
• IEC 60947-2 — Requisitos para dispositivos elétricos
• EN 50081 — Compatibilidade Eletromagnética
• Folha de Dados Técnicos UNITEC-D — Documentação do Fabricante