3 Fabricantes de Sensores de Vibración en 2024

¿Qué es un Sensor de Vibración?

Un sensores de vibración es un elemento sensor para medir el estado de vibración de una máquina u objeto.

Los sensores de vibración son necesarios para determinar y controlar el estado de vibración de las máquinas. Tres indicadores de la vibración de un objeto son la aceleración, la velocidad y el desplazamiento. Los sensores de vibración miden estas magnitudes físicas indicativas y las convierten en magnitudes eléctricas como la tensión y la corriente.

Generalmente, los sensores de vibración están disponibles en dos configuraciones: de contacto y sin contacto. En función de la magnitud física que se desee medir (aceleración, velocidad o desplazamiento) y de la situación del objeto, estos dos tipos de sensores de vibración deben utilizarse por separado. Además, la magnitud y el rango de frecuencias del objeto que se mide, así como el entorno de medición, se tienen en cuenta en la selección detallada del sensores de vibración para mejorar la precisión de la medición.

Aplicaciones de los Sensores de Vibración

Los sensores de vibración se utilizan en equipos de producción y en investigación y desarrollo. En las instalaciones de producción, los sensores de vibración son útiles en el mantenimiento preventivo para detectar fallos y daños en los equipos en una fase temprana. El uso de sensores puede evitar enormes costes de reparación y una menor eficiencia de la producción debido a averías y daños.

En los últimos años, se han utilizado pequeños sensores de vibración en equipos de producción, principalmente para el diagnóstico de máquinas y el mantenimiento predictivo utilizando la tecnología IoT. Un ejemplo del uso de sensores de vibración en el campo de la investigación y el desarrollo es la medición de vibraciones en pruebas de productos y de resistencia.

Los sensores de vibración también se utilizan para la evaluación del confort de los pasajeros, especialmente en la industria del automóvil. Otras aplicaciones en el campo del equipamiento industrial abarcan desde equipos eléctricos y vehículos hasta robots de producción.

Principios de los Sensores de Vibración

Como se ha mencionado anteriormente, existen dos tipos de configuraciones de sensores de vibración: de contacto y sin contacto. Los sensores de vibración de contacto se utilizan para medir la aceleración, mientras que los sensores de vibración sin contacto se utilizan para medir la velocidad y el desplazamiento.

En esta sección se presentan los principios de cada uno de los sensores de vibración adecuados para las distintas mediciones de vibraciones (aceleración, velocidad y desplazamiento).

1. Tipo de Contacto: Sensores Piezoeléctricos de Detección de Aceleración

Los sensores piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico en materiales piezoeléctricos. El efecto piezoeléctrico es un fenómeno en el que un material piezoeléctrico (elemento piezoeléctrico), como un monocristal de cuarzo, genera una carga eléctrica en su superficie cuando se somete a una fuerza. El efecto piezoeléctrico produce una señal eléctrica correspondiente a la aceleración. 

2. Sin Contacto: Sensores Láser Doppler con Detección de Velocidad

Los sensores láser Doppler utilizan el efecto Doppler. El sensor emite un haz láser sobre el objeto vibrante y convierte el cambio de frecuencia del haz láser reflejado por el objeto vibrante en una tensión como cambio de velocidad, detectando así la velocidad de la vibración.

3. Sin Contacto: Sensores Capacitivos de Detección de Desplazamiento

Los sensores capacitivos se basan en el principio de medir la capacitancia entre el sensor y el objeto a medir y calcular la distancia. Cuando cambia la distancia entre el sensor y el objeto a medir, cambia el valor de la capacitancia, midiendo así el desplazamiento de la vibración.

Más Información sobre Sensores de Vibración

1. Elementos de Detección de los Sensores de Vibración

En muchos casos, la vibración alterna entre estados mayores y menores que el valor medio o de referencia, y esta vibración consta generalmente de tres elementos: amplitud, frecuencia y fase.

En particular, las vibraciones que se repiten a intervalos regulares se conocen como vibraciones armónicas y constan de una sola frecuencia. En tales casos, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración son los siguientes. Diferenciando el desplazamiento, puede obtenerse la velocidad, y diferenciando la velocidad, puede obtenerse la aceleración.

• Desplazamiento d = Dsin (ωt + Φ)
• Velocidad v = Vcos (ωt + Φ)
• Aceleración a = - Asin (ωt + Φ)

donde D: amplitud simple, ω: cada velocidad ω = 2πf, f: frecuencia f = 1/T, T: periodo (segundos), Φ: fase inicial.

Los tipos de sensores de vibración utilizados para detectar esta vibración armónica incluyen sensores de aceleración (tipo piezoeléctrico), sensores de velocidad (tipo electrodinámico) y sensores de desplazamiento sin contacto (tipo corrientes de Foucault). De éstos, los acelerómetros piezoeléctricos en particular se caracterizan por su capacidad para cubrir una amplia gama de frecuencias.

2. Cómo se Utilizan los Sensores de Vibración

A modo de ejemplo, se describe el uso de sensores de vibración piezoeléctricos para la monitorización de vibraciones. sensores de vibración piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico y generan y emiten una carga eléctrica proporcional a la fuerza externa aplicada. Los sensores de vibración piezoeléctricos del tipo de salida de carga son particularmente ventajosos en términos de miniaturización.

Es importante fijar firmemente el sensor al objeto no medido con pernos prisioneros. Si el sensor no se fija firmemente, puede mostrar características de filtro con características peculiares de amortiguación en la respuesta de frecuencia, etc., lo que imposibilita una medición precisa. Otros métodos de fijación incluyen el uso de adhesivos o imanes.

El análisis de frecuencia se utiliza ampliamente para analizar los datos detectados por sensores de vibración. El análisis de frecuencia es un método mediante el cual se examina la forma de onda medida en busca de componentes de frecuencia e intensidad, proporcionando una indicación de si la vibración de un objeto se encuentra en condiciones normales de funcionamiento o no.