¿Qué es un Sensor AE?
Un sensor AE es un tipo de sensor de vibraciones, un dispositivo que detecta determinadas vibraciones (ondas AE).
AE significa “emisión acústica” y se refiere al fenómeno de emisión de ondas acústicas en forma de ondas elásticas cuando una parte de un objeto se deforma o se daña, o cuando se aplica un choque.
Los sensores AE se utilizan para detectar este fenómeno: las ondas AE son causadas por microdegradaciones que se producen mucho antes de que el objeto esté completamente dañado.
Mientras que los sensores de vibración detectan daños en un objeto, los sensores AE pueden detectar las primeras fases de deterioro de un objeto, razón por la cual los sensores AE se utilizan para el mantenimiento predictivo de equipos industriales, el control de calidad de productos, etc.
Usos de los Sensores AE
Los sensores AE se utilizan en diversas aplicaciones, como el control de calidad de los productos y la gestión de la seguridad. Existen dos tipos de sensores AE, los de banda estrecha, que reaccionan fuertemente en una banda de frecuencia estrecha específica, y los de banda ancha, que reaccionan en una banda de frecuencia amplia, dependiendo de la aplicación.
1. Sensores AE de Banda Estrecha
Los sensores AE de banda estrecha se utilizan para aplicaciones como el mantenimiento predictivo del deterioro de motores y la detección de defectos en soldaduras metálicas como tuberías. Los sensores AE de banda estrecha no reaccionan a las vibraciones de motores o soldaduras que funcionan normalmente, sino que sólo detectan las ondas AE que se generan cuando se produce una anomalía.
2. Sensores AE de Banda Ancha
Los sensores AE de banda ancha se utilizan para detectar objetos extraños en el interior de productos y para detectar indicios de desprendimientos en el terreno. El sensor AE de banda ancha puede utilizarse para detectar diminutos fragmentos de soldadura que caen de la placa de la unidad en el interior del producto, o diminutas vibraciones que podrían ser precursoras de un desprendimiento en el terreno.
Principio de los Sensores AE
Los sensores AE detectan las ondas AE utilizando un elemento piezoeléctrico especial. Los materiales utilizados habitualmente como elementos piezoeléctricos son el niobato de litio, el niobato de plomo y el titanato de circonato de plomo (PZT). Estos elementos se caracterizan por generar una carga eléctrica cuando se aplica presión. Por lo tanto, al poner estos elementos piezoeléctricos en contacto con un objeto que vibra, pueden recibir una tensión del elemento piezoeléctrico y actuar como sensor.
Además, estos elementos piezoeléctricos emiten una fuerte tensión cuando se someten a presión debido a vibraciones en la gama de frecuencias ultraaltas (de 10 kHz a varios MHz), como las ondas AE, lo que permite detectar únicamente vibraciones en una banda de frecuencias específica.
Otras Informaciones sobre los Sensores AE
1. Diferencias entre los Sensores AE y los Sensores de Vibraciones
Ambos tienen en común que utilizan elementos piezoeléctricos para la conversión de vibraciones mecánicas en electricidad. Sin embargo, difieren en la gama de frecuencias para la que son adecuados. Los sensores de aceleración por vibración son adecuados para la detección en la gama de frecuencias relativamente baja de 5-20 kHz.
Los sensores AE, por su parte, detectan vibraciones de mayor frecuencia que los sensores de vibración; las frecuencias medidas por los sensores AE oscilan entre varios 10 kHz y varios MHz. Al detectar frecuencias más altas, los fallos pueden detectarse en una fase temprana.
También ha habido casos en los que los sensores AE se han aplicado a rodamientos giratorios de baja velocidad, que son difíciles de diagnosticar con sensores de vibración. Esto se debe a que los sensores AE captan las emisiones acústicas, que son ondas de energía generadas por la rotura a micronivel.
Las emisiones acústicas son similares a las ondas en la superficie del agua, y cuando se produce el contacto metal con metal, las emisiones acústicas se propagan a través del metal en la superficie del equipo y son detectadas por el sensor AE. Las emisiones acústicas pueden generarse incluso a partir de pequeños arañazos y roces, por lo que los problemas pueden detectarse en una fase temprana.
2. Instalación de los Sensores AE
Al instalar sensores AE, la posición de montaje es importante. Si el sensor AE puede montarse directamente sobre el objeto a detectar, esto no supone ningún problema, ya que tiene la mejor sensibilidad de detección.
Si, por el contrario, no es posible montar el sensor AE directamente sobre el objeto de detección, es importante montarlo lo más cerca posible del objeto de detección. Debe formarse un camino acústico entre el objeto de detección y el sensor AE: al instalar el sensor AE, aplique grasa de silicona o similar a la superficie del objeto de detección para que se adhiera y pueda detectar las emisiones acústicas que se generan.
Las emisiones acústicas tienen una frecuencia elevada, lo que dificulta su propagación en el aire. Por lo tanto, al montar el sensor AE, es importante que se coloque en estrecho contacto con el objeto a detectar. Además, también es importante introducir el sensor tras una verificación suficiente mediante un prototipo.