Si trabajas en investigación y desarrollo (I+D) en ingeniería de precisión u otras áreas críticas, es fundamental comprender cómo se comportan las estructuras y los componentes en diversas condiciones. Ya sea para validar una simulación, identificar fallos de diseño u optimizar el rendimiento, el Análisis de vibración suele ser un elemento central del proceso. Los métodos tradicionales de medición de vibraciones, como los acelerómetros, se utilizan ampliamente, pero tienen limitaciones, por lo que muchos profesionales de I+D están optando por la Vibrometría.
A medida que las industrias exigen cada vez más precisión y datos más completos, al tiempo que buscan ciclos de desarrollo más rápidos, la Vibrometría suele ser la respuesta.
¿Qué es la vibrometría?
La vibrometría láser Doppler se basa en el efecto Doppler. Se dirige un rayo láser hacia una superficie que vibra y se mide el desplazamiento de frecuencia de la luz reflejada, provocado por el movimiento de la superficie, para determinar la velocidad de vibración y el desplazamiento. Este proceso es totalmente sin contacto, de gran precisión y capaz de captar vibraciones en un amplio rango de frecuencias.
Trabajar con aplicaciones complejas.
En algunas áreas de I+D existe la idea errónea de que es imposible medir las vibraciones en sus aplicaciones. A continuación se muestran algunos ejemplos:
- Componentes pequeños (p. ej., MEMS, microactuadores): los sensores físicos son demasiado grandes o pesados, mientras que los Vibrómetros pueden medir con una resolución submicrométrica en piezas de apenas unos milímetros de ancho.
- Estructuras ligeras y frágiles (p. ej., planeadores ligeros): los sensores de contacto plantean dos problemas: 1) podrían dañar la pieza; 2) provocan una carga de masa que hace que las mediciones sean inexactas.
- Maquinaria giratoria (p. ej., engranajes, ejes y turbinas): con un Vibrómetro se puede analizar la vibración de piezas giratorias como neumáticos, engranajes, ejes y turbinas.
- Entornos extremos (p. ej., temperaturas extremas, magnetismo, vacío): dado que los métodos de vibrometría funcionan a distancia, incluso a través del cristal y mediante espejos, pueden utilizarse en entornos que resultarían demasiado peligrosos o que distorsionarían las lecturas si se utilizaran métodos de contacto
- Geometrías complejas: dado que el rayo láser puede dirigirse hacia cualquier superficie visible, es posible analizar incluso piezas cóncavas o con múltiples ángulos sin necesidad de cambiar su posición.
Rapidez y precisión
Los ingenieros de I+D se ven sometidos a una presión cada vez mayor para hacer más en menos tiempo. La competencia exige un rendimiento cada vez mayor y ciclos de desarrollo cada vez más rápidos. Estas son algunas de las ventajas de la Vibrometría que pueden ayudar en este sentido:
- Alta resolución: los sistemas de vibrometría 3D pueden medir miles de puntos en toda la superficie de un componente, creando una visión e Full-field a de sus muestras de vibración. Esto permite comprender mucho mejor las propiedades del componente y sus posibles mejoras o puntos débiles. Es imposible medir tantos puntos utilizando acelerómetros, e incluso medir cientos de puntos requiere mucho tiempo para colocarlos y recolocarlos.
- Rapidez de la medición: la rapidez es fundamental en la I+D moderna. La vibrometría reduce drásticamente el tiempo de configuración en comparación con los sensores de contacto. No se necesitan cables, adhesivos ni una alineación minuciosa de los acelerómetros. Una vez colocado el componente frente al Vibrómetro, se puede realizar un escaneo e Full-field en cuestión de minutos. El uso de sistemas de vibrometría 3D con opciones de automatización puede acelerar aún más todo el proceso.
Sectores que utilizan la Vibrometría
La vibrometría se utiliza en una amplia gama de sectores en los que la I+D de alta precisión es fundamental. Estos son algunos de los principales ejemplos:
Sector de la automoción
El desarrollo automovilístico implica la búsqueda de la innovación y el aumento continuo de la eficiencia. La construcción ligera, la electrificación y la reducción de tamaño son factores clave en el sector. La Vibrometría se utiliza para medir el comportamiento vibratorio de puertas, salpicaderos, motores, frenos y otros componentes.
Ejemplos de casos de uso:
- Prueba modal de los paneles de la carrocería
- Análisis del sistema de frenos
- Diagnóstico de vibraciones del tren de potencia
- Estudios de confort acústico interior
Sector aeroespacial
Los ingenieros de I+D del sector aeroespacial necesitan datos de medición precisos para llevar a cabo ensayos críticos que permitan cumplir con las exigencias de una seguridad sin concesiones y un menor consumo de combustible. Los nuevos materiales, incluidos los compuestos, plantean retos adicionales.
Ejemplos de casos de uso:
- Análisis modal de componentes de alas
- Monitorización de la vibración de las palas en motores a reacción
- Pruebas en tierra de conjuntos de satélites
Electrónica y microtecnología
Desde los teléfonos inteligentes hasta los módulos de sensores, la electrónica suele depender del movimiento mecánico a escala micro o nanométrica. La vibrometría permite el Análisis de vibración de dispositivos MEMS como micrófonos, giroscopios o sensores de presión. Estas piezas son demasiado pequeñas o frágiles para los sensores de contacto.
Ejemplos de casos de uso:
- Pruebas de resonadores MEMS
- Inspección de la calidad de las uniones de cables
- Análisis del sistema háptico de los teléfonos inteligentes
El futuro de la vibrometría en I+D
Al igual que nuestros clientes, Polytec se dedica a mejorar nuestros productos a través de la I+D, por lo que este año hemos lanzado la línea VibroScan de QTec con mayor precisión, velocidad, rango de frecuencia y flexibilidad. Sus necesidades de I+D están en constante evolución, y nosotros desarrollamos la tecnología de nuestros instrumentos para satisfacerlas.
Conclusión
¿Es la vibrometría la herramienta de tecnología de vibraciones adecuada para usted? Si trabaja en un entorno de I+D que requiere rapidez y precisión, o si trabaja con componentes difíciles de medir o mide objetos en entornos extremos, la respuesta probablemente sea sí.
Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre la Vibrometría y cómo puede ayudarte a superar tus retos de I+D relacionados con las vibraciones.