Sensores de vibración inalámbricos LoRaWAN

¿Cuál es el concepto de operaciones (Concept of Operations, CONOPS) de la serie 8xx1N?

La serie 8xx1N consiste en un sensor de vibración con alimentación a bordo, procesamiento de señales y datos, y radios de comunicación inalámbrica. La serie 8xx1N monitorea la vibración a intervalos establecidos de acuerdo a la configuración del usuario.

Cuando comienza un intervalo:

• el sensor 8xx1N se enciende
• monitorea la vibración durante un intervalo de tiempo
• procesa los datos que resultan de las series de intervalos de tiempo con una transformación rápida de Fourier (Fast Fourier Transform, FFT)
• luego transmite el resumen de los datos de los componentes de frecuencia derivados de la FFT. 

Los analistas o los algoritmos pueden utilizar tales datos de frecuencia para identificar la presencia y el tipo de fallas de la máquina.

El sensor hace posible el monitoreo constante que elimina la necesidad de que los analistas de vibraciones ejecuten verificaciones manuales en lugares peligrosos o de difícil acceso y reduce el tiempo de inactividad imprevisto en equipos cuyo monitoreo era inasequible.

¿Para qué tipo de maquinaria está diseñada la serie 8xx1N?

La serie 8xx1N es ideal para equipos rotativos, como bombas, motores, compresores, cajas de engranajes, rodamientos y sellos mecánicos. Los sensores monitorean la vibración a intervalos fijos que el usuario determina y transmiten la información a través de una conexión inalámbrica.

El sensor 8xx1N no está diseñado para el monitoreo sísmico o de choque, en el que la vibración a medir ocurre de manera breve y repentina o a intervalos irregulares.

¿Cómo se monta el sensor 8xx1N en las máquinas que se monitorean?

La serie 8xx1N requiere de una conexión mecánica firme y el método preferencial es el montaje con perno metálico, que maximiza la transmisión de la vibración. De no contarse con pernos, se opta por montajes magnéticos y adhesivos. Al recurrir a montajes adhesivos, se recomienda el uso de epoxi o cianoacrilato.

No se recomienda usar espuma, cinta u otro tipo de montaje suave o esponjoso, ya que reducirá el rendimiento del sensor de una manera drástica.

¿De qué tamaño es el sensor?

El sensor se asemeja a un cilindro de 8 cm de alto por 3.2 cm de diámetro. La sección superior consiste en una tapa de plástico removible que cubre los componentes electrónicos y la batería. La base está hecha de acero inoxidable 316L en una cabeza hexagonal con 3.5 cm de un lado plano a otro.

¿Cuántos sensores necesita cada máquina?

El número de puntos de medición en una máquina está sujeto a muchas consideraciones, entre ellas, el tipo de máquina, los tipos de fallas que deben detectarse, la redundancia disponible y el presupuesto del operador del equipo. Como mínimo, se recomienda una medición de un solo eje, orientada radialmente al eje de rotación.

Un sensor triaxial representa una mejor opción y se puede utilizar para medir la vibración en múltiples ejes, incluso las direcciones axial y tangencial de la máquina. Para máquinas sofisticadas y a frecuencias más altas, se prefiere un dispositivo triaxial, porque las vibraciones serán complejas y ocurrirán en múltiples ejes.

En aplicaciones en las que un motor proporciona energía a otra máquina (como un compresor, una bomba, etc.), se recomienda usar sensores por separado para el motor y la máquina puesto que la mayoría de las aplicaciones tienen un acoplamiento de eje entre ambos y los acoplamientos no transmiten bien las vibraciones.

¿Cuáles son las diferencias entre el modelo 89xxN y el 85xxN?

El modelo 89xxN está diseñado con comunicaciones LoRa para enviar los datos a la red. Se puede configurar a través de LoRa, pero también con Bluetooth de baja energía (BLE) por medio de la Aplicación TE SensorConnect disponible en Google Play y Apple Store.

El modelo 85xxN está diseñado para transmitir datos y posibilitar la configuración de dispositivos a través de BLE.

¿Cuál es la distancia de transmisión estimada?

El modelo 89x1N se comunica a través de LoRa, que puede transmitir datos en la escala de kilómetros. El modelo 85x1N se comunica a través de Bluetooth de baja energía (BLE) y puede transmitir datos en la escala de metros (~10-100 m). El alcance exacto de la transmisión variará según la ubicación del sensor y del receptor, las condiciones atmosféricas y el equipo o estructuras que causan interferencia.

¿Con qué frecuencia se toman las mediciones? ¿Con qué frecuencia se transmiten los datos?

En el caso de los modelos 8511N, 8531N y 8911N, las mediciones de vibración se toman a intervalos regulares que van desde una vez por minuto hasta cada 24 horas. En lo que respecta al modelo 8931N, las mediciones de vibración se toman a intervalos regulares que van desde una vez cada 15 minutos hasta cada 24 horas. Los datos se transmiten después de que se recopilan y procesan.

¿Se puede utilizar el sensor en una red LoRaWAN privada o pública?

La serie 89x1N está diseñada para operar en redes LoRaWAN públicas o privadas. Los detalles de la conexión a dichas redes requieren conocer la configuración de la red en particular.

¿Cómo se visualizan o se accede a los datos? ¿Se cuenta con herramientas de visualización o de análisis?

Los datos se transmiten a la conexión BLE o LoRa, después de lo cual existe cierto tipo de flexibilidad respecto a cómo se guardan, mejoran, analizan y visualizan esos datos. TE Connectivity cuenta con la Aplicación TE SensorConnect para configurar los sensores y la visualización limitada de datos. Además, con nuestro instructivo, los usuarios pueden crear sus propias soluciones de back-end para obtener los datos de los sensores a través de LoRa o BLE.

¿Qué protocolos se usan para la comunicación inalámbrica?

Los sensores de vibración inalámbricos de TE Connectivity cuentan con dos protocolos de comunicación inalámbrica diferentes: LoRaWAN y Bluetooth de baja energía (BLE). Cuando las distancias de transmisión son largas, en kilómetros, se prefiere LoRaWAN y cuando son cortas, en metros, se prefiere BLE. BLE tiene un mayor ancho de banda de transferencia de datos que LoRaWAN, lo que significa que se pueden transferir más datos en la misma cantidad de tiempo, lo que da lugar a diferencias en cuanto a la funcionalidad.

Los modelos 89x1N se comunican a través del protocolo LoRaWAN. El protocolo LoRaWAN dicta un plan de frecuencia y canal que es específico de la región. Por lo tanto, TE Connectivity cuenta con dos opciones de LoRaWAN: US902-928 de 915 MHz para los Estados Unidos y Canadá, así como EU862-870 de 868 MHz para la mayor parte de Europa. Los modelos 89x1N también incluyen un enlace de comunicación por Bluetooth, pero solo se usa para la configuración del sensor y no para la transferencia de datos del sensor.

Los modelos 85x1N se comunican a través del protocolo BLE. El protocolo BLE utiliza una frecuencia de 2.4 GHz y está estandarizado a nivel mundial

¿Cuál es, por lo general, la expectativa de la vida útil de la batería?

En la mayoría de las condiciones y, por lo general, se espera que la vida útil de la batería sea de entre 4 y 10 años. Sin embargo, esta podría verse afectada por la configuración establecida y las condiciones ambientales. Esos factores incluyen, entre otros:

• Intervalo de medición
• Niveles de potencia de transmisión de radio
• Temperaturas ambientales

¿Se puede utilizar cualquier batería aparte de la que recomienda TE Connectivity?

Es importante utilizar la batería que recomienda TE Connectivity para cualquier aplicación que requiera equipos certificados de seguridad intrínseca, puesto que la batería recomendada cuenta con su propia certificación de seguridad intrínseca emitida por el fabricante. Utilizar una batería de marca no reconocida o con un número de modelo diferente puede aumentar la posibilidad de incendio, explosión, lesiones o muerte.

¿Se requiere calibrar y dar mantenimiento periódico al sensor?

El sensor está diseñado con componentes que garantizan la estabilidad a largo plazo y que permanecerá dentro de las especificaciones durante años. No se requiere calibración in situ. El único mantenimiento que se requiere es reemplazar la batería cuando se descarga. Las instrucciones específicas para el reemplazo de la batería se muestran en el manual de instalación.

¿Cómo se determina la orientación de cada eje en el dispositivo de 3 ejes?

Cerca de la parte inferior del sensor, se encuentra una marca en un lado plano del área hexagonal que muestra cómo se orientan las direcciones sensibles X, Y y Z. La dirección X es paralela a la superficie de montaje y al lado plano hexagonal que tiene la marca. El eje Y es perpendicular al lado plano hexagonal que tiene la marca. El eje Z es perpendicular a la superficie de montaje.