pdf de 600kb
Anuncio
ANALIZADOR DE VIBRACIONES VA-11 Pág. 1 INDICE Pág. 0. 1.1 OBJETO ………………………………………………………… COMPOSICIÓN DEL APARATO ……………………………… Unidad central ………………………………………………….. 3 1.2 Acelerómetro …………………………………………………… 5 1.3 Tarjeta flash …………………………………………………….. ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA ………………………………… Alimentación con baterías …………………………………….. 6 1. 2. 2.1 2.2 3 3 7 7 8 5. Alimentación con adaptador AC-DC ………………………… SEGURIDAD ……………………………………………………. ESTABLECIMIENTO DEL RELOJ-CALENDARIO ………….. DESARROLLO DE UNA MEDICIÓN ………………………… 5.1 Operaciones previas …………………………………………… 9 5.2 Medición ………………………………………………………… 10 5.2.1 Análisis instantáneo …………………………………………… 10 5.2.2 Análisis promedio ……………………………………………… RECUPERACIÓN DE DATOS DE UNA MEDICIÓN 6. ………… INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 7. ………………………. 11 3. 4. 8 8 8 12 13 Pág. 2 0. OBJETO El analizador VA-11 es un dispositivo portátil diseñado para el examen de vibraciones en maquinaria y estructuras. Puede funcionar en modo vibrómetro y en modo analizador. En modo vibrómetro , se pueden determinar la amplitud , la velocidad y la aceleración del movimiento oscilatorio. En modo analizador , se puede realizar el análisis FFT (Transformada rápida de Fourier) , para determinar las frecuencias y amplitudes más significativas de los armónicos asociados a una oscilación real. 1. COMPOSICIÓN DEL APARATO El aparato que posee el Colegio se compone de - Unidad central - Acelerómetro - Tarjeta flash Existen otros dispositivos periféricos opcionales tales como adaptadores AC-DC , dispositivos de disparo , etc. , que , de momento , no han sido adquiridos. 1.1 Unidad central Es el elemento principal del aparato. Dispone de una funda con sus correajes para poder colgarlo de los hombros y así facilitar su manejo. Tiene cuatro caras principales: - Cara frontal. (Ver figura 1) Esta cara contiene la pantalla de visualización de datos y diversos botones y teclas de mando. Fig. 1 Pág. 3 - Cara lateral derecha. (Ver figura 2) Contiene el interruptor general de encendido-apagado , una conexión para adaptador opcional AC-DC que permite trabajar con corriente de la red , una conexión para dispositivo opcional de disparo , y ranura para la tarjeta flash. Fig. 2 - Cara superior. (Ver figura 3) Contiene la conexión para el acelerómetro , la conexión a ordenador ó impresora , un interruptor para alumbrado de la pantalla , y un regulador de contraste de la pantalla. Fig. 3 - Cara trasera. (Ver figura 4) En esta cara está el habitáculo que contiene las 4 baterías tamaño C de alimentación del aparato y la pila de litio que mantiene el reloj-calendario. Pág. 4 Fig. 4 1.2 Acelerómetro Se conecta a la unidad central roscándolo en el punto previsto para ello en la cara superior de dicha unidad. El cuerpo-captador dispone de un orificio roscado que permite acoplar la base magnética que forma parte del suministro , ó un espárrago roscado que también forma parte del aparato. La base magnética permite sujetar fuertemente el acelerómetro a estructuras de acero ó a bancadas de máquinas. En el caso de estructuras de acero inoxidable ó de forjados de hormigón , pueden utilizarse los procedimientos que se esquematizan en las figuras 5a y 5b. La figura 5a representa un prisma rectangular de acero al carbono con 2 agujeros pasantes. Las dimensiones mínimas de A y B , así como la separación entre agujeros , deben permitir la colocación de la base magnética (Ø22 mm.) en cualquiera de las caras del prisma , con lo que se pueden analizar las componentes de la oscilación según 3 direcciones espaciales , con una sola colocación del prisma. Los agujeros sirven para pasar tirafondos que se roscan a tacos de plástico que están introducidos en el hormigón. La sujeción debe ser lo más fuerte posible. La figura 5b representa un prisma de poliamida con 3 agujeros roscados M6. Las dimensiones mínimas del prisma deben permitir la colocación del acelerómetro (sin base magnética) , y la utilización de algún adhesivo que permita unirlo rígidamente al acero inoxidable , ó a una superficie no magnética. Los agujeros roscados sirven para introducir un espárrago roscado M6 (el aparato viene acompañado de 2 de tales espárragos) , al cual se rosca el acelerómetro. Para mediciones relacionadas con asuntos reglamentarios y normativas oficiales , el acelerómetro debería calibrarse. Pág. 5 Fig. 5a Fig. 5b 1.3 Tarjeta flash Se inserta en la ranura situada en la cara lateral derecha de la unidad central. Sirve para almacenar datos de mediciones y transferirlos después a un ordenador para su procesamiento posterior. Para realizar dichas operaciones , se remite al lector a los manuales que acompañan al aparato. Pág. 6 2. ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA La alimentación eléctrica puede hacerse mediante 4 baterías tamaño C , ó bien a través de un adaptador AC-DC cuando el aparato se va a alimentar desde la red de corriente alterna. 2.1 Alimentación con baterías Las baterías se colocan en el habitáculo previsto para ello en la cara trasera de la unidad central. Se debe respetar la polaridad indicada en dicho habitáculo. Para colocar ó cambiar las pilas , el interruptor general (situado en la cara lateral derecha) debe estar en posición OFF. La vida de las baterías depende de muchos factores: tipo de batería , modo de funcionamiento del aparato , condiciones ambientales , etc.. Para un registro normal de datos con acelerómetro , sin tarjeta flash , sin iluminación de pantalla y sin otros periféricos opcionales , las baterías alcalinas pueden durar hasta 22 horas. El estado de las baterías se indica en la pantalla de visualización de datos (ver Fig. 6) Fig. 6 Cuando el indicador de baterías señale su agotamiento , se pondrá el interruptor general en posición OFF , y se cambiarán todas las baterías simultáneamente. Antes de apagarse por completo , el aparato emitirá un pitido. Después , para colocar baterías nuevas se procederá como se ha indicado antes. Si se utiliza la tarjeta flash , la vida de las baterías se acorta notablemente , por lo que , en este caso , se recomienda utilizar un adaptador AC-DC. 2.2 Alimentación con adaptador AC-DC Pág. 7 El adaptador AC-DC es un instrumento opcional , que permite el uso del aparato con conexión a la red de alterna. Debería utilizarse el adaptador NC-94A del mismo fabricante. Una vez conectado a la red , el cable del adaptador no debería formar arrollamientos consigo mismo. Tampoco deben cubrirse el adaptador ni el cable con trapos y papeles. 3. SEGURIDAD Cuando se realizan mediciones en las proximidades de elementos rotativos no protegidos de máquinas y transmisiones , NO SE DEBEN utilizar los correajes de apoyo del aparato , debido al peligro de arrastre. En dichos casos , también debe extremarse la precaución con los cables del acelerómetro y otros periféricos que puedan utilizarse. 4. ESTABLECIMIENTO DEL RELOJ-CALENDARIO El reloj-calendario es mantenido por una pila de litio CR-1/3N , que se aloja en el habitáculo reservado a las baterías citadas en el apartado 2.1. La vida estimada de la pila de litio es de 1½ años (primera colocación en Agosto-2008). Para cambiar la pila , el interruptor general debe ponerse en OFF. Antes de usar el aparato se debe verificar el estado del reloj-calendario , cuya precisión es de ±25 ppm. Si se considera necesario debido a la importancia de la medición , se puede reajustar el reloj-calendario. Para reajustar el estado del reloj-calendario se opera como sigue: - Poner el interruptor general en ON - Después del encendido de la pantalla de visualización de datos , presionar la tecla MENU (ENTER). Aparecerá la pantalla de MAIN MENU. - Con ayuda de las teclas ∆ y V , seleccionar la opción CALENDAR. - Dentro de dicha opción , usar las mismas teclas para seleccionar los diferentes artículos: Hora , minuto , año , etc.. - Usando las teclas < y > , ajustar el valor del artículo seleccionado. - Pulsando 2 veces la tecla SETUP(ESC) , volver a la pantalla de medición. La función de reloj se inhibirá durante aproximadamente un minuto cada mes. 5. DESARROLLO DE UNA MEDICIÓN Un problema que se presenta frecuentemente en la práctica , es el de diseñar los elementos de aislamiento de vibraciones ya existentes en una estructura ó en las proximidades de una máquina , para evitar los posibles efectos perturbadores que dichas vibraciones pueden ocasionar sobre equipos y procesos. Para conseguirlo , un primer paso necesario es conocer las frecuencias de los armónicos asociados a la vibración existente. Puesto que en modo vibrómetro no se obtiene información de dichas frecuencias , prescindiremos de estudiar dicho modo , y nos centraremos en el modo analizador. Pág. 8 Supondremos que el aparato tiene baterías , que se ha verificado el estado del reloj-calendario , y que el acelerómetro está debidamente unido a la superficie cuya vibración se quiere controlar. 5.1 Operaciones previas Se procede primero a seleccionar las unidades de medida. Para ello se hace lo siguiente: - Se presiona la tecla MENU (ENTER) y aparece la pantalla MAIN MENU. - Usar las teclas V y ∆ para llevar el selector al artículo “UNIT”. - Presionando nuevamente la tecla MENU (ENTER) aparece la pantalla UNIT (figura 7). Fig. 7 - Usar las teclas V y ∆ para llevar el selector a la magnitud deseada. Con las teclas > y < , seleccionar las unidades que nos convengan para las diferentes magnitudes “ACC” , “VEL” ó “DISP”. - Se presiona la tecla SETUP (ESC) para regresar a la pantalla MAIN MENU. Ahora se configura el estado de MASS MEMORY. Para ello se hace lo siguiente: - Usar las teclas V y ∆ para llevar el selector al artículo “MASS MEMORY”. - Presionando nuevamente la tecla MENU (ENTER) aparece la pantalla MASS MEMORY (figura 8). Fig. 8 - Usar las teclas V y ∆ para llevar el selector al artículo “TYPE”. Pág. 9 - Con las teclas > y < , seleccionar el estado “TRANSIENT” , dejando el resto de artículos sin tocar. Si se hubiera seleccionado “MANUAL” , debería tenerse en cuenta lo que se dice en el apartado 5.2.1. - Se presiona la tecla SETUP (ESC) para regresar a la pantalla MAIN MENU. Después se configura el estado de SPECTRUM de un modo análogo a los anteriores , seleccionando “HANNING” para el artículo “window” , “Hz” para “x-cursor” , “LIN” para “y-cursor” y “OFF” para peak list”. En caso de convenir , se puede cambiar esta configuración. Así “Hz” podría cambiarse por “KCPM” (kilociclos/minuto) , etc.. Se presiona dos veces la tecla SETUP (ESC) para regresar a la pantalla de medición. 5.2 Medición 5.2.1 Análisis instantáneo Se opera del modo siguiente (ver figura 9): Fig. 9 - Presionar la tecla SETUP (ESC) para que se visualice el selector de artículos de la pantalla. Usar las teclas V y ∆ para llevar el selector al campo de “measurement state”. Con las teclas > y < , seleccionar “MESUR”. Del mismo modo , seleccionar “SPEC” en el campo de “analysis mode”. De igual forma , seleccionar - • “ACC” para aceleración • “VEL” para velocidad • “DISP” para desplazamiento Seleccionar el “memory address” que convenga (de 1 a 500). Seleccionar “INST” en el campo de “averaging type”. Pág. 10 - Seleccionar el campo de medida para la magnitud seleccionada (”input range”). Para la aceleración (“ACC”) , un valor razonable podría ser 100 m/seg². (10G). Si la palabra “OVER” aparece en la pantalla durante la medición , significa que el valor del campo de medida se ha sobrepasado , y que debe aumentarse el valor de dicho campo. - Seleccionar el campo de frecuencias (frequency span). En aplicaciones corrientes , un valor de 200 Hz (12000 rpm) puede ser conveniente. - Seleccionar el valor 1 como zoom de frecuencias. - Seleccionar el valor 1 como zoom para el eje Y - Seleccionar “LIN” para “Y axis scale” La medición puede ahora comenzar. Basta para ello pulsar las teclas “START” y “STORE”. Se observará que el indicador de “memory address” se incrementa automáticamente a medida que los registros se van llenando con datos. Dicho incremento se detiene cuando se pulsa nuevamente la tecla “STORE”. Si no se hiciera así , el índice de registro llegaría a 500 , y continuaría nuevamente por el 1 borrando los datos almacenados en la primera vuelta. Si al configurar “MASS MEMORY” (apartado 5.1) se hubiera seleccionado “MANUAL” en lugar de “TRANSIENT” , se debería ir pulsando sucesivamente la tecla “STORE” para cambiar de registro de almacenamiento. Si la recogida de datos de una medición ocupa más de 500 registros de memoria , y exis-te interés en conservar todos los datos que se vayan recogiendo , deberán transferirse dichos datos a un ordenador ó a una tarjeta flash , en paquetes de 500 registros de me-moria , antes de proseguir con las mediciones. También es posible guardar los datos de la medición directamente en la tarjeta flash , a medida que se van produciendo. Para realizar estas transferencias de datos a un ordenador ó a la tarjeta flash , se remite al lector a los manuales que acompañan al aparato. Si el mensaje “OVER” aparece en la pantalla , significa que el campo de medida (“input range”) ha sido sobrepasado , y deberá modificarse dicho campo. 5.2.2 Análisis promedio En el caso de oscilaciones muy inestables conviene hacer un análisis promediado (integración , avaraging) , para obtener valores más precisos de frecuencias y amplitudes (aceleración , velocidad y desplazamiento). El promediado se puede hacer de 3 formas: - Lineal. Es la media aritmética de las muestras. - Exponencial. Pondera más las últimas muestras. El número de muestras que se utilizan en la ponderación , viene determinado por el valor que se indica en el campo “total averaging count”. No se detiene salvo que se pulse la tecla pause. - Máximo. Retiene los valores absolutos máximos. Se opera de la misma forma que en el apartado 5.2.1 , con las siguientes salvedades: - En el campo “averaging type” seleccionar “LIN” , “EXP” ó “MAX” en lugar de “INST”. - En el campo “total averaging count” , seleccionar el número de muestras que se quieren tomar. - Presionar la tecla “START”. Con esto el proceso se inicia , hasta que el número que aparece en el campo “current averaging count” alcance el número de muestras que se quieren tomar. En dicho momento se detiene el proceso de integración ó prome- diado , salvo que se haya elegido la opción “EXP” , en cuyo caso el proceso se detendrá pulsando “PAUSE”. Los resultados del promediado deben anotarse inmediatamente , puesto que no son almacenables Pág. 11 6. RECUPERACIÓN DE DATOS DE UNA MEDICIÓN Se hace en modo “RECALL”. Para ello se opera como sigue: - Presionar la tecla SETUP (ESC) para que se visulalice el selector de campos. - Con las teclas ∆ y V , llevar el selector al campo “measurement state”. - Con las teclas < y > , seleccionar “RECLL” (RECALL). - Con las teclas ∆ y V , llevar el selector al campo “analysis mode” , y con las teclas < y > , seleccionar “SPEC” (figura 10) ó bien “TIME” (figura 11). Fig. 10 Pág. 12 Fig. 11 - Llevando el selector sucesivamente a los campos de “frequency zoom” , “Y axis zoom” y “X axis zoom” , se cambian los valores de dichos zooms con las teclas > y < , hasta que las diferentes curvas presenten una resolución que nos convenga. Modificando el indicador de “memory address” con las teclas < y > , irán apareciendo en la pantalla los datos y curvas almacenados en los correspondientes registros de memoria. 7. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Si se ha elegido “SPEC” en el campo “analysis mode” (figura 9) , el cursor vertical nos permitirá determinar la frecuencia y amplitud de los principales armónicos asociados a la oscilación. Para ello se hace lo siguiente: - Presionar la tecla SETUP (ESC). - Usar las teclas > y < para desplazar el cursor a derecha ó izquierda. A medida que el cursor se desplaza , se visualizan la frecuencia (“cursor position frequency”) y la amplitud (“cursor position level”) del armónico correspondiente a la posición del cursor. En el caso de la figura 10 , nos interesarán los armónicos cuyas frecuencias son A Hz. y B Hz. , ya que las amplitudes de dichos armónicos son mucho mayores que las del resto. Por el contrario , si se elige “TIME” en el campo “analysis mode” (figura 11) , el cursor ver- Pág. 13 tical (con el mismo modo operatorio que el indicado) nos permitirá determinar la amplitud máxima de la oscilación real que se está controlando. En la figura 11 , dicha amplitud máxima será el valor que aparece en el campo “cursor position level” cuando el cursor coincide con una cresta de la oscilación. Pág. 14
