Sensores de vibración MEMS
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Like¿Qué es un sensor MEMS?
El término MEMS se refiere a micro-sistemas electro-mecánicos o micro-electro-mechanical systems por sus siglas en inglés. Es decir, los MEMS son sistemas que se fabrican con componentes que tienen un tamaño de entre 1 a 100 micrómetros, y que alcanzan un tamaño promedio total de 20 micrómetros a 1 mm. Para fabricarlos se utiliza lo que se conoce como obleas de silicio, tal y como se fabrican los circuitos integrados.
Sensor MEMS para monitoreo de condicón
Para el caso de sensores de vibración, los MEMS utilizados se basan en el principio de funcionamiento de un acelerómetro como los usados en los teléfonos celulares para la rotación de la pantalla. Estos acelerómetros utilizan una masa sísmica que se fija a la carcasa y que utiliza la flexibilidad del silicio para moverse de un lado a otro en caso de que la orientación del celular cambie. Así, el movimiento de la masa sísmica se mide y y se usa para calcular la orientación. Al moverse la masa sísmica se genera un flujo de corriente que es correlacionado con la aceleración para determinar dicha orientación.
Los MEMS usados para medir vibraciones pueden ser del tipo capacitivo variable o piezo-resistivo. Similarmente al principio de funcionamiento descrito anteriormente, el movimiento repetitivo de las vibraciones genera cambios en la capacitancia o en la resistencia según sea el caso, los cuales serán correlacionados con valores de aceleración. Estos sensores son usados para frecuencias de hasta 1,000 Hz.
Algo que resulta interesante de estos micro-sistemas es como los ingenieros y científicos lograron utilizar los métodos de fabricación de los circuitos integrados para fabricarlos, lo que también hizo posible conectar estos micro-sistemas electro-mecánicos a circuitos electrónicos dentro del mismo chip. Por otro lado, aunque suene a tecnología muy reciente, esta tecnología se viene proponiendo desde los años 60 y los primeros MEMS comenzaron a comercializarse en los años 80, siendo aplicados inicialmente en impresoras.
Otras aplicaciones de MEMS
- Aplicaciones de la industria automotriz como la detección de impactos para el funcionamiento de los airbags.
- Sistemas de navegación para diferentes tipos de vehículos, incluyendo drones, aviones, helicópteros y submarinos, entre otros.
- Aplicaciones en dispositivos electrónicos de consumo masivo tales como sistemas de detención del disco duro de un ordenador portátil en caso de caída libre para evitar la pérdida de datos por daños.
- Sensores de presión para los neumáticos de los coches.
- Otras
Dada la sensibilidad de los MEMS para detectar los cambios de orientación (movimiento) de una manera precisa, los ingenieros y científicos involucrados en el desarrollo de tecnología de monitoreo de condiciones decidieron utilizarlos en los dispositivos de medición de vibraciones. De esta manera, cualquier vibración de baja frecuencia fuera del rango de los sensores ICP sería fácilmente detectada.
Por supuesto, como con toda nueva tecnología que se implementa existen algunos beneficios y algunas desventajas. Entre los principales beneficios de los sensores de vibración MEMS en el mantenimiento predictivo tenemos:
Beneficios de los sensores de vibraciones MEMS en mantenimiento predictivo
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Permiten una medición más precisa y con una mayor repetibilidad
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Facilitan la medición en tiempo real para tener un mejor acceso y una mejor transmisión de datos
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Buena capacidad de medida en muy baja frecuencia
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Garantizan una mayor fiabilidad
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Son sensores con un costo relativamente bajo
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Estos sensores son compatibles con plataformas IoT (Internet de las Cosas)
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Pueden ser instalados para mediciones continuas permanentes e inalámbricas ya que tienen un bajo consumo de energía
Desventajas de los sensores de vibraciones MEMS en mantenimiento predictivo
Por otro lado, el principal problema de los sensores MEMS es que solo alcanzan a medir vibraciones de hasta 1.000 Hz de frecuencia y que se encuentran limitados en cuanto a la temperatura de trabajo hasta alrededor de los 110ºC. En algunos casos puede ser una limitante para ciertas máquinas, para las cuales es más recomendable el uso de sensores piezoeléctricos.
Sin embargo, con el continuo desarrollo de la tecnología es de esperarse que estas limitaciones sean superadas.
¿Qué es Power-MI?
Power-MI es una herramienta en la nube que le permite diseñar y gestionar su mantenimiento predictivo con todas las técnicas en una plataforma. Informes fáciles, órdenes de trabajo automáticas e integración a CMMS.
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