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Forma de Onda Circular: gráfico para análise de falhas em ativos

15 de julho de 2021
Forma de Onda Circular: gráfico para análise de falhas em ativos

A análise da forma de onda é uma técnica de vibração fundamental para identificação de falhas em ativos.

A plataforma de análise DynaPredict Web agora conta com uma nova alternativa de visualização dessa técnica: a forma de onda circular.

A ferramenta, já comumente utilizada por analistas de vibração, pode agora ser aplicada a todas as coletas de sinais temporais disponíveis na Plataforma, de forma interativa e conforme a necessidade do usuário.

A funcionalidade tem como objetivo complementar a atual análise de forma de onda, convertendo a visualização para um sistema de coordenadas polar e tornando mais intuitiva a identificação de padrões que possam estar relacionados com a velocidade de rotação do componente analisado.

É possível interagir com o gráfico através da manipulação de três informações principais: o valor da rotação cadastrada no ponto monitorado, o valor inicial de tempo a partir do qual se deseja gerar a visualização e o número de rotações do eixo a partir daquele ponto inicial.

O resultado gráfico é uma sobreposição de pequenos trechos do sinal original, cada um correspondendo ao tempo de uma rotação.

A combinação desses inputs permite que o usuário avalie se trechos específicos do sinal original apresentam amplitudes que se sobrepõem em rotações sucessivas, formando padrões visuais intuitivos nesses casos.

A forma de onda circular tem interação direta com o gráfico de forma de onda cartesiano, ilustrando naquele, em tempo real, as regiões de início e fim das rotações definidas pelo usuário.

A definição do valor do RPM também tem interação direta com os demais recursos que dependem deste parâmetro, a exemplo dos marcadores de frequência de rolamento.

Da mesma forma, as diferentes métricas, parâmetros de filtro, e demais transformações de sinal que são aplicadas à forma de visualização cartesiana, são imediatamente refletidas na forma de onda circular.

Um exemplo de aplicação desse tipo de técnica é a identificação de falhas na pista externa de mancais de rolamento, que geralmente se manifestam como uma sucessão de picos igualmente espaçados, no domínio do tempo, e que representam passagem de elementos rolantes sobre trincas formadas ao longo da vida útil do rolamento.

Outra técnica que pode ser utilizada em conjunto com a forma de onda circular é a de autocorrelação, em especial, quando aplicada ao sinal e visualizada no sistema polar, ajuda a tornar mais evidente os padrões de interesse durante a análise.

Em breve publicaremos um texto abordando detalhadamente a técnica de autocorrelação, porém, já como um spoiler e visando mostrar a integração das duas técnicas, a imagem abaixo ilustra a autocorrelação da forma de onda do sinal de uma transmissão por engrenagens com um dente trincado.

Nesse caso, os picos da autocorrelação sugerem, via forma de onda circular, uma falha que se repete uma vez por volta.

Para facilitar a compreensão das informações disponibilizadas, a ferramenta conta com duas restrições principais, impedindo a visualização de mais de um eixo do sensor simultaneamente e permitindo a visualização de até dez revoluções simultâneas.

Desenvolvimento

Acesso

A visualização da forma de onda circular está disponível nas páginas Spectral e Comparação Espectral, e pode ser acionada a partir do Toggle indicado no canto superior esquerdo da forma de onda cartesiana.

Na tela Spectral Viewer, a forma de onda circular é ativada de maneira que possa ser exibida ao lado da visualização cartesiana.

Já na tela de comparação, a forma de onda circular é posicionada acima da forma de onda cartesiana.

Parametrização

Ao lado da forma de onda circular, estão disponíveis os parâmetros que definem o início e o número de revoluções a serem plotados no gráfico.

O valor de início representa o ponto a partir do qual serão consideradas as revoluções sucessivas.

O campo de revoluções define a quantidade de revoluções do eixo que deverão ser ilustradas.

O valor de RPM cadastrado no spot também pode ser modificado e as alterações são imediatamente refletidas nos dois gráficos.

A forma de alterar o valor da rotação, diretamente na barra de informações, foi modificada para simplificar essa interação, visto que em algumas aplicações é de se esperar que haja variações na rotação real do componente, em relação à nominal cadastrada para o spot.

Essa funcionalidade pode ser útil para realizar ajustes do valor cadastrado durante a avaliação de sinais, com feedback visual imediato dos valores calculados.

Seleção de Eixos

Os dados visualizados quando a forma de onda circular estiver ativada, correspondem ao eixo indicado na legenda, abaixo do gráfico de forma de onda cartesiana.

Os eixos podem ser alterados clicando nessa legenda, sendo o eixo ativo exibido em sua forma expandida, com a indicação do label definido para aquele eixo no spot.

Estatísticas

As estatísticas do sinal, geralmente disponibilizadas no canto superior esquerdo do gráfico de forma de onda cartesiano, passam a ficar disponíveis no canto superior esquerdo do gráfico de forma de onda circular, quando este é ativado.

Os dados da coluna da esquerda se referem às estatísticas do eixo ativo, para o sinal original completo, enquanto os dados da coluna da direita e os valores abaixo do gráfico polar, se referem a informações relevantes para a forma de onda circular, como o número de rotações por segundo, a duração de uma revolução, o número de revoluções e o início e fim do intervalo de tempo das rotações selecionadas.

Voltas Incompletas

Quando a combinação de valores selecionados pelo usuário resultar em um intervalo de tempo maior que a duração do sinal original, o usuário será alertado e alguns campos serão bloqueados para evitar análises incorretas.

Métricas, filtros e manipulações do sinal

As demais funcionalidades de tratamento de sinal e alteração de métricas, são imediatamente refletidas na forma de onda circular, quando alteradas na forma de onda cartesiana.

Conheça também sobre o gráfico de espectro em cascata, para análise de evolução de falhas em componentes monitorados pela Solução DynaPredict.


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