Desarrollo e implementación de un sistema óptico de detección de vibraciones de bajo costo para el diagnóstico de máquinas industriales
Actualmente, el MBC (Mantenimiento Basado en la Condición) es una de las estrategias de mantenimiento más utilizadas en la industria. El MBC consiste en realizar las tareas de mantenimiento en una determinada máquina de acuerdo al estado de la misma. El estado o condición de la máquina se determina al monitorear ciertos parámetros, estos parámetros permiten saber cuál es la condición de la máquina.
Para realizar un análisis somero del diagnóstico de máquinas, es de vital importancia obtener los datos de vibración de la máquina. En base a los datos obtenidos, se realiza el mantenimiento predictivo para el mantenimiento basado en las condiciones.
El objetico principal de este proyecto de investigación es el desarrollo e implementación de un sistema óptico de detección de vibraciones de bajo costo para el diagnóstico de máquinas industriales. La gran ventaja de los acelerómetros ópticos es que puede medir directamente en estructuras que se encuentran en constante rotación de interés como, poleas, ejes, y rotores. Este método no utiliza cables de conexión del sensor con la tarjeta de adquisición de datos.
El sistema de medición funciona de la siguiente manera: Es necesario tener un vibro metro que es generalmente un interferómetro láser de dos haces que mide la diferencia de frecuencia, entre un haz de referencia interno con el haz de prueba. El haz de prueba atraviesa por la celda Bragg, que se agrega el cambio de frecuencia y se dirige al objetivo de medición. El tipo más común de láser para análisis vibracional es del tipo LDV y es el láser de helio-neón. La mayoría de los vibrómetros comerciales funcionan en un cambio de frecuencia conocido (típicamente 30-40 MHz). Este cambio de frecuencia generalmente es generado por una celda de Bragg o modulador acústico-óptico.
Finalmente, la salida del detector es una salida de una señal frecuencia modulada, con la celda de Bragg como frecuencia portadora, y el desplazamiento Doppler es determinada con una frecuencia de modulación. Esta señal puede ser aplicada en un análisis de demodulación de la señal para determinar la vibración de la estructura, con proceso de demodulación para determinar la vibración de la estructura.
El sistema desarrollado analizará la amplitud de vibración de áreas superficiales, que se encuentran en movimiento/rotación, por medio de escaneo láser mediante un sistema de adquisición de datos controlado por computadora. El análisis final de la señal será implementado por el análisis de la involuta, Kurtosis y Wavelets. Como resultado se podrá mostrar espectros en el dominio de frecuencias, para el diagnóstico de las fallas en equipos industriales.
Responsable:
Grover Zurita, PhD
Email:grzurita@upb.edu
