Escalas de frecuencias logarítmicas
Hasta aqui, la única clase de análisis de frecuencia que estudiamos, a sido en una escala lineal. Eso quiere decir que el eje de las frecuencias está puesto de manera lineal. Esto es adecuado para un análisis de frecuencias con una resolución de frecuencia constante a través del rango de las frecuencias. Eso se llama análisis de banda angosta. El analizador TRF realiza esta clase de análisis.
Hay muchas situaciones donde se requiere de un análisis de frecuencia, pero donde el análisis de banda angosta no presenta los datos en su forma más útil. Un ejemplo de esto es el análisis del ruido acústico donde se estudia el indice de molestias a un observador humano. El mecanismo de audición humano es sensible a proporciones de frecuencias más que a frecuencias. La frecuencia de un sonido determinará su altura como percibido por un auditor y una proporción de dos veces una frecuencia se escucha como un cambio de altura de una octava, sin que importe cuales fueran las frecuencias. Si por ejemplo se sube un sonido de 100 Hz a 200 Hz, su altura se subirá una octava:Un sonido de 1000 Hz cuando se sube a 2000 Hz también se subirá una octava en altura. El hecho es valido con tanta precisión en un rango importante de frecuencias , que es conveniente definir una octava como una proporción de frecuencias de dos, aunque la octava misma es una medida subjetiva de cambio en la altura de un sonido.
Este fenómeno se puede resumir diciendo que la percepción de altura del oido es proporcional al logarítmo de la frecuencia, en lugar de a la frecuencia misma. Por eso, tiene sentido el expresar el eje de frecuencias de espectros acústicos en un eje de log frecuencias, y eso es lo que se hace de manera casi universal. Por ejemplo, las curvas de las respuestas de frecuencias publicadas por los fabricantes de sonido, siempre vienen en log frecuencia. De la misma manera, cuando se lleva a cabo un análisis de frecuencia de sonido, es muy comun el usar gráficas con log frecuencia.
|
El eje vertical de un espectro de banda se divide por lo general en decibel (dB)
|
La octava es un intervalo de frecuencias para el oido, que el llamado análisis de banda de octavas ha sido definido como una norma para el análisis acústico. El dibujo de abajo muestra un espectro tìpico, de banda de octava, donde se usan las frecuencias estandard ISO de la banda de las octavas. Cada banda de octavas tiene una anchura de banda de alrededor del 70% de su frecuencia central. Este tipo de espectro se llama banda a porcentaje constante, porque cada banda tiene su anchura que es un porcentaje constante de su frecuencia central. En otras palabras:las bandas de análisis se hacen mas anchas en proporción a sus frecuencias centrales. |
Se podria argumentar que la resolución de frecuencias en un análisis de banda de octavas no es lo suficiente preciso, para ser muy útil, especialmente en el análisis de la firma de vibraciones. de maquinaria, pero es posible de definir el análisis de bandas a porcentaje constante, con bandas de frecuencias de una anchura más angosta. Un ejemplo común de esto es el espectro de un tercio de octava, cuyos anchuras de banda son alrededor del 27% de sus frecuencias centrales. Tres bandas de un tercio de octava forman una octava y la resolución de este tipo de espectro es tres veces mejor que la del espectro de la banda de octava. Los espectros de un tercio de octava se usan frecuentemente en mediciones acústicas.
Una ventaja mayor del análisis de las bandas de porcentaje constante es que en una gráfica se puede mostrar un largo rango de frecuencias, y que la resolución de frecuencias en las frecuencias bajas puede ser todavia bastante angosta. Evidentemente, la resolución de frecuencias en las frecuencias más altas sufrirá, pero esto no presenta un problema para algunas aplicaciones, como la detección de fallas en máquinas.
En el capìtulo acerca del diagnostico de fallas en máquinas verémos que los espectros de banda angosta son muy útiles para resolver armónicos y bandas laterales, de altas frecuencias. Pero para la detección de una falla en una máquina, no se requiere una resolución tan alta. El espectro de velocidad de vibración de la mayoria de máquinas tendrá una pendiente hacia abajo, en las frecuencias más altas, y un espectro de banda a porcentaje constante (BPC) de los mismos datos, generalmente tendra que ser más uniforme en su nivel sobre un largo rango de frecuencias. Esto quiere decir que un espectro BPC hace mejor uso del rango dinámico de los instrumentos. Los espectros de un tercio de octava están lo suficiente angosto en las frecuencias bajas, como para enseñar los primeros y raros armónicos de la velocidad de funcionamiento, y se pueden usar de manera efectiva, para la detección de fallas , si se establece una tendencia en el tiempo.
El uso de espectros constantes BPC para el monitoreo de maquinaria no ha sido bien reconocido en la indústria, con unas excepciones notables tales como la flotilla de submarinos de la marina de los E. U. A.
DLI Engineering suministra productos y servicios de Mantenimiento Predictivo incluyendo instrumentos de análisis de vibraciones, software de monitoreo y diagnóstico, y consultoria para programas de CBM (Mantenimiento Basado en Condición)
© 2008 DLI Engineering Corporation