Selección de sensores de vibración para el monitoreo de maquinaria rotativa
Un sensor de vibración convierte la oscilación mecánica en una señal eléctrica que puede rastrearse, alarmarse y analizarse. En la planta industrial, esta medición es la entrada principal para el monitoreo de condición de motores, bombas, ventiladores, compresores y cajas de engranajes. LOGGON TECH suministra la serie LOGGON-401, una familia de sensores de vibración triaxiales con medición de temperatura integrada en modelos seleccionados, destinados a la instalación permanente en maquinaria y al uso con el sistema LOGGON-400 y el instrumento LOGGON-V1. Esta página presenta los modelos de la gama, los antecedentes de ingeniería detrás de las especificaciones y los puntos a verificar al especificar un sensor para una máquina determinada.
Descripción general de la categoría y dónde se utiliza
Un sensor de vibración para monitoreo de condición permanente normalmente combina un elemento acelerómetro piezoeléctrico o MEMS, acondicionamiento de señal y una interfaz de comunicación en una envolvente sellada. El sensor se monta con perno o espárrago en la superficie de la máquina, normalmente en la carcasa del rodamiento o cerca de ella, de modo que la trayectoria de vibración entre la falla y el sensor sea corta y rígida. Los datos se transmiten periódicamente o bajo demanda a una pasarela o instrumento portátil.
El rango de frecuencia del sensor determina qué tipos de falla puede observar. Los defectos de rodamientos y los problemas de engrane generan energía a altas frecuencias, a menudo varios kilohercios, mientras que el desequilibrio, la desalineación y la holgura aparecen en órdenes bajos de la velocidad de giro. Un sensor con una banda útil de 10–5000 Hz cubre ambos grupos, por lo que este rango es común para el monitoreo de máquinas de propósito general. Por debajo de 10 Hz, la resonancia de montaje y la flexibilidad estructural limitan la medición útil en la mayoría de las máquinas; por encima de 5 kHz, el sensor debe montarse con alta rigidez y buen contacto superficial para evitar atenuar la señal.
La medición triaxial significa que el sensor informa vibración en tres ejes ortogonales desde una sola envolvente. Un solo sensor de vibración triaxial reemplaza tres sensores uniaxiales y tres tendidos de cables, y dado que todos los ejes se miden en el mismo punto, los datos de los ejes pueden combinarse en un valor global de velocidad o aceleración sin corrección geométrica. Para un comprador de planta, esto reduce el costo de instalación por punto de medición y simplifica el cableado en máquinas con acceso limitado.
El concepto de sensor de mantenimiento predictivo es el contexto de fondo para esta categoría: un sensor instalado permanentemente en una máquina proporciona mediciones repetidas en condiciones comparables, de modo que las tendencias pueden rastrearse durante meses y el mantenimiento programarse antes de la falla funcional. El valor del enfoque depende de un montaje estable, una banda de medición consistente y una ruta de datos que no pierda muestras.
Modelos de esta gama
La serie LOGGON-401 comprende tres modelos. Todos son triaxiales con un rango de ±16 g pico y una banda de frecuencia de 10–5000 Hz. Las diferencias están en la capacidad de temperatura, los marcados de protección contra explosiones publicados por el fabricante, la salida de datos y la alimentación.
LOGGON-401
El LOGGON-401 mide vibración en 10–5000 Hz a ±16 g pico en tres ejes y también mide temperatura de −40 °C a +125 °C. Tiene protección de ingreso IP67 y el marcado de protección contra explosiones publicado por el fabricante Exia IICT4Ga, y se alimenta con una batería con más de 2 años de vida útil. La combinación de seguridad intrínseca y medición de temperatura lo hace adecuado para la instalación en áreas clasificadas y en máquinas donde la temperatura de los rodamientos es un parámetro monitoreado junto con la vibración.
| Rango de frecuencia | 10–5000 Hz |
|---|---|
| Rango de vibración | ±16 g pico, triaxial |
| Medición de temperatura | −40 °C a +125 °C |
| Protección de ingreso | IP67 |
| Marcado de protección contra explosiones | Exia IICT4Ga (publicado por el fabricante) |
| Vida útil de la batería | > 2 años |
LOGGON-401B
El LOGGON-401B proporciona medición triaxial de ±16 g en 10–5000 Hz y genera tipos de datos de aceleración, velocidad y espectro. Se alimenta con batería. Sus tipos de datos documentados son aceleración, velocidad y espectro; la salida de espectro admite el diagnóstico en el dominio de la frecuencia de fallas de rodamientos y engranajes.
| Rango de frecuencia | 10–5000 Hz |
|---|---|
| Rango de vibración | ±16 g, triaxial |
| Tipos de datos | Aceleración, velocidad, espectro |
| Fuente de alimentación | Batería |
LOGGON-401D
El LOGGON-401D proporciona medición triaxial de ±16 g en 10–5000 Hz y utiliza una batería recargable. Su elemento sensor está clasificado para −40 °C a +125 °C. La alimentación recargable es adecuada para sitios donde los sensores se mantienen en un intervalo fijo y el reemplazo de la batería se gestiona como parte de una ruta.
| Rango de frecuencia | 10–5000 Hz |
|---|---|
| Rango de vibración | ±16 g, triaxial |
| Clasificación de temperatura del elemento sensor | −40 °C a +125 °C |
| Fuente de alimentación | Batería recargable |
Cómo seleccionar
- Estado de área clasificada. Si la máquina está en una zona clasificada, el marcado Exia IICT4Ga publicado del LOGGON-401 y del LOGGON-401B es el factor decisivo; no sustituya un modelo que no lleve el marcado.
- Monitoreo de temperatura. Cuando se requiere la tendencia de temperatura de los rodamientos además de la vibración, el LOGGON-401 proporciona ambas desde una sola envolvente.
- Salida de datos. Si la pasarela o el sistema host espera valores de velocidad o espectro en lugar de aceleración cruda, el LOGGON-401B los proporciona directamente.
- Estrategia de alimentación. Una vida útil de batería superior a 2 años en el LOGGON-401 es adecuada para puntos de difícil acceso. Una alimentación recargable en el LOGGON-401D es adecuada para rutas de servicio planificadas con intervalos definidos.
- Banda de frecuencia. Confirme que la banda de 10–5000 Hz cubre las frecuencias de falla de interés. Para máquinas de muy baja velocidad, verifique si los órdenes más bajos de la velocidad de giro caen dentro de la banda.
- Montaje. Utilice una superficie plana y mecanizada con contacto completo bajo la base del sensor. El montaje con espárrago proporciona la conexión más rígida; el montaje con adhesivo es aceptable solo donde el contenido de alta frecuencia de interés es limitado.
Integración y comunicación
Los sensores son consumidos por el sistema LOGGON-400 y el instrumento LOGGON-V1. La pasarela gestiona hasta 64 nodos, por lo que una sola pasarela cubre un tren de máquinas o un área definida de la planta. Planifique la ruta de radio o bus para que cada nodo tenga un enlace confiable; el acero estructural y la maquinaria densa pueden atenuar las señales, y la ubicación de los nodos debe verificarse en el sitio antes de la puesta en marcha. Los datos de la pasarela se transmiten para el análisis de tendencias y la evaluación de alarmas; la interfaz de enlace ascendente del LOGGON-410 se confirma por proyecto, mientras que el LOGGON-V1 documenta Ethernet con 4G opcional. Mantenga los números de serie de los sensores asignados a las etiquetas de máquina y a las posiciones de medición en el sistema host; este registro es lo que hace utilizable el análisis de tendencias a largo plazo cuando se reemplazan los sensores.
Preguntas frecuentes
¿Qué proporciona la medición triaxial en comparación con un sensor de un solo eje?
Tres ejes ortogonales desde una sola carcasa. Esto captura fallos que aparecen predominantemente en una dirección, como el movimiento axial en un acoplamiento desalineado, sin requerir tres instalaciones separadas. También reduce el cableado y los puntos de montaje por máquina.
¿Por qué es relevante la banda de 10–5000 Hz para los fallos de rodamientos y engranajes?
Las frecuencias de defecto de rodamientos y las frecuencias de engrane de engranajes suelen producir energía en la región de los kilohercios. Una banda del sensor que se extiende hasta 5000 Hz permite medir esta energía, siempre que el montaje sea lo suficientemente rígido para transmitirla.
¿Qué modelo debe utilizarse en un área clasificada?
El LOGGON-401, que lleva la marca de protección contra explosiones Exia IICT4Ga publicada por el fabricante. Confirme que la marca publicada coincide con la zona y el grupo de gas de la instalación antes de realizar el pedido.
¿Cuántos sensores puede gestionar una pasarela?
La pasarela del sistema LOGGON-400 gestiona hasta 64 nodos. El número práctico por pasarela depende de la disposición física, la tasa de actualización y el estado de la ruta de comunicación.
Para consultas de especificación, indique el tipo de máquina, la velocidad de funcionamiento, la posición de montaje, la clasificación del área clasificada y los tipos de datos requeridos por el sistema anfitrión. Estas cinco entradas determinan la elección del modelo dentro de la serie LOGGON-401 y la arquitectura de integración en torno al sistema LOGGON-400 o al instrumento LOGGON-V1.