Analisador de Vibrações – modo de funcionamento 4

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Analisador de Vibrações modo de funcionamento
IV
6 As médias num analisador de vibrações

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Conteúdo do curso

• Compreender a relação entre tempo e frequência
  num analisador de vibrações
• Amostragem e digitalização num analisador de
  vibrações
• O que é o Aliasing num analisador de vibrações
• A implementação do zoom num analisador de
  vibrações
• A implementação de janelas na forma de onda
  (windows) num analisador de vibrações
• As médias num analisador de vibrações
• Largura de banda em tempo real nos analisadores
  de vibrações
• Processamento em sobreposição (overlap)
• Seguimento de ordens
• Análise do envelope
• Funções de dois canais

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Conteúdo desta apresentação
6) As médias num analisador de vibrações
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Tecnologias preditivas

Vibrações
Medição de tensão em veios
Emissão acústica
Análise de motores elétricos
Termografia
Ultrassons
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Tecnologias corretivas

Equilibragem no local
Alinhamento de veios
Proteção de rolamentos
Calibração de cadeias de monitorização de
vibrações
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As médias num analisador de vibrações

• A vibração real muitas vezes deve ser medida na
  presença de ruído significativo.
• Noutras ocasiões, as "vibrações" que se está a
  tentar medir são mais como o ruído em si.
• Devido a estas duas condições comuns, temos de
  desenvolver técnicas tanto para medir sinais na
  presença de ruído, como para medir o ruído em si.
  
• A técnica padrão, em estatística, para melhorar
  as estimativas de um valor, é a média.
• Estão disponíveis diversos tipos de média
• RMS (ou média de "energia")
• Exponencial
• Média linear
• Retenção de pico

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A média RMS
Espetro de um gerador de funções
Ruído aleatório

• Quando observamos a magnitude do espectro e
  tentamos adivinhar o valor médio das componentes
  de espectro, estamos a fazer uma média
  simplificada no nível RMS.
• Quanto mais médias se fizerem, melhor será a
  estimativa do nível médio de energia nas linhas
  do espetro. 
• Na Figura, vêm-se espetros médios RMS de ruído
  aleatório, sinal de um gerador e vozes humanas.
• Cada um destes exemplos é um processo bastante
  aleatório, mas quando se fazem médias, pode-se
  ver as propriedades básicas de seu espectro.
• RMS significa "raiz-média-quadrática" e é
  calculada pela raiz quadrada de todos os valores,
  adicionando os quadrados juntos, dividindo pelo
  número de medições e efetuando a raiz quadrada do
  resultado.

Vozes de pessoas
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A média exponencial

• A média exponencial é muito semelhante à média
  RMS, com duas diferenças
• Na média RMS é dado o mesmo peso a todos os
  espetros individuais medidos. Na média
  exponencial é dado mais peso às últimas medidas
• A média RMS é concluída quando se concluem o
  número de médias pré-determinado. A média
  exponencial só para quando tal é definido pelo
  utilizador.

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A média linear no domínio do tempo ( time
average) nos analisadores de vibrações

• Existe uma técnica para melhorar a relação
  sinal/ruído de uma sinal, designada de média
  linear.
• Pode ser usado se um sinal de trigger que é
  síncrono com a parte periódica do espectro
  estiver disponível.
• Numa analisador de vibrações para medir a média
  do tempo das vibrações de uma máquina utiliza-se
  um tacómetro, como o sinal de trigger do
  analisador de vibrações, para efetuar as medições
  da média no tempo.

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A média linear

• A média linear pode ser implementada de muitas
  maneiras, mas talvez a mais fácil de entender
  seja onde a média é feita no domínio do tempo.
• Neste caso, o sinal sincronizante é usado para
  desencadear o início de um bloco de tempo.
• Portanto, a parte periódica da entrada será
  sempre exatamente a mesma em cada bloco de tempo
  que tomamos, enquanto o ruído, é claro, variará.
• Se juntarmos uma série desses blocos de tempo
  acionados pelo tacómetro e dividir pelo número de
  blocos que tomamos, vamos calcular o que chamamos
  de média linear no domínio do tempo.
• Uma vez que o sinal periódico terá se repetido
  exatamente em cada bloco de tempo, tenderá em
  média para o seu valor exato.
• Mas desde que o ruído é diferente em cada bloco
  de tempo, tenderá com a média a ir para zero.
• Quanto mais médias tomamos, mais perto o ruído
  chega a zero e continuamos a melhorar a relação
  sinal/ruído da nossa medição.

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A média linear no tempo

• A figura a) mostra um bloco de tempo de uma onda
  quadrada enterrada em ruído.
• O bloco de tempo em b) resultante após 300
  médias, mostra uma melhora acentuada na relação
  sinal/ruído.
• Transformar ambos os resultados no domínio de
  frequência mostra quantos harmónicos agora podem
  ser medidos em b), com precisão, por causa do
  nível de ruído reduzido.

• Espetro resultante de um único bloco de tempo,
  sem médias.
• Bloco de tempo sem médias

• Espetro resultante da média de 300 blocos de
  tempo.
• Bloco de tempo resultante de 300 médias

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Média de retenção de pico

• Ao exibir o nível máximo em cada frequência ao
  longo de várias amostras, esta média fornece um
  histórico de níveis de pico.
• Na figura são apresentados dois exemplos de
  aplicação.
• Em (a), a retenção de pico foi usado durante uma
  paragem de uma máquina, fornecendo um gráfico
  simples do nível máximo (que é geralmente a 1 x
  rpm).
• O gráfico inferior (b) é uma retenção de pico
  durante um período relativamente longo que mostra
  a variação da velocidade nominal de um motor de
  velocidade constante.
• Isto pode ser usado, por exemplo, como uma
  indicação de variação de carga.

A media de retenção de pico (a) é utilizada para
seguir o pico de vibrações durante a paragem de
uma máquina e (b) indicar variações de velocidade
ao longo do tempo
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Sistemas de monitorização permanente

Sistemas protetivos e preditivos
Ex
Transmissores de vibrações Monitorização
permanente de vibrações Sistemas
wireless Análise da assinatura de motores
elétricos pela técnica do MCM
Meggitt Vibro-Meter
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Equipamentos portáteis

• Vibrometros
• Analisadores de vibrações
• Coletores de dados
• Medidores de ultrassons
• Sensores de vibrações

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Pode ver um artigo sobre este tema neste link
Analisador de vibrações
www.DMC.com
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PROGRAMA DE FORMAÇÃO 2020
Para mais informações ver www.dmc.pt
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Esperamos que esta apresentação tenho sido
interessante