Trabajao Momento 1.docx

PROCESAMIENTO ANALOGICO DE SEÑALES TRABAJO COLABORATIVO UNIDAD 1

JUAN CAMILO CORREA CÓDIGO: 1058818590

TUTOR: NOEL JAIR ZAMBRANO

GRUPO: 299007_36

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD CEAD MEDELLIN MARZO DE 2015 INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo se analiza un problema de señales y vibraciones, para el cual se nos pide analizar, dar nuestro punto de vista y solución al trabajo.

DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

De acuerdo a Saavedra la medición y análisis de vibraciones es utilizado, en conjunto con otras técnicas, en todo tipo de industrias como técnica de diagnóstico de fallas y evaluación de la integridad de máquinas y estructuras. En el caso de los equipos rotatorios (motores) la ventaja que presenta el análisis vibratorio respecto a otras técnicas como tintas penetrantes, radiografía, ultrasonido, etc., es que la evaluación se realiza con la máquina funcionando, evitando con ello la pérdida de producción que genera una detención. Un instrumento de medida de la vibración está compuesto por las siguientes etapas:

Figura 1. Etapas de un sistema de análisis de vibraciones

El objetivo del análisis de vibraciones es poder extraer el máximo de información relevante que ella posee. Para esto existen diferentes técnicas de análisis tanto en el dominio tiempo como en el dominio frecuencia, las cuales tienen sus propias ventajas para algunas aplicaciones en particular. Por otra parte uno de los problemas más serios en las máquinas y estructuras es el riesgo de una falla catastrófica debido a la generación de grietas en ellas. A pesar de que las máquinas y estructuras son cuidadosamente diseñadas y minuciosamente inspeccionadas, tanto antes de su puesta en servicio como periódicamente durante su vida operativa, hay antecedentes en la literatura del colapso de plantas debido a ejes y estructuras agrietadas. La Figura 2 muestra una viga simplemente apoyada, la cual tiene una grieta transversal de profundidad de un 40% del ancho de ella, el comportamiento vibratorio de esta viga agrietada cuando se le aplica una fuerza transversal

senoidal

f ( t ) con frecuencia f = 83 (Hz), y amplitud 10 Newtons, la cual se

ilustra en la Figura 3.

Figura 2. Viga agrietada sometida a un esfuerzo transversal

Figura 3. Aceleración en el nodo 3

El preamplificador tiene una ganancia de 10000, además, se puede decir que una expresión matemática que aproxima el comportamiento de la aceleración de la barra es:

a ( t )=0.0005 cos ( 166 πt ) +0.00025 sin ( 249 πt ) +0.00005 sin ( 8300 πt ) +v (t )

(1)

Donde

v (t )

se considera ruido de la medida.

El acondicionador de señal

permite eliminar el ruido. Considere también que el detector es un filtro pasa banda cuyo comportamiento esta expresado por la siguiente ecuación diferencial:

y left (t right ) +13000y' left (t right ) +30000000y(t)=x'(t)+500

Donde

y (t)

es la salida del filtro y

Los datos exactos de

x (t)

es la señal de entrada.

a ( t ) están en el ANEXO 2. Se pretende hacer uso de las

diferentes herramientas estudiadas en el curso de procesamiento analógico de señales y del diagrama de bloques de la Figura 1,

para solucionar los

cuestionamientos mencionados en la siguiente síntesis de actividades:

Actividad Individual Puede orientarse respondiendo los siguientes cuestionamientos y debatiendo las respuestas en el foro del “Momento 1”. 1. ¿Al graficar los datos de a(t) que encuentra en el ANEXO 2, se encuentra una tendencia similar a la figura 3 de esta guía? ¿Hay diferencias? Explique.

Si hay diferencias, el ciclo es más profundo, es decir su amplitud es mayor, por tal motivo da entender que en la primera grafica analiza las vibraciones antes de la grieta y con estos nuevos datos estamos incluyendo la grieta donde se observa que la vibración es mayor, la gráfica es diferente.

2. ¿Cree usted que la señal a(t) representa fielmente la respuesta mecánica de una barra al someterla a una vibración senoidal externa? Explique. Si porque muestra claramente la variación de la vibración y el cambio de ciclo en la onda senoidal, cuando se le aplica una fuerza. 3. ¿Cuáles considera que son las unidades de medida de los ejes horizontal y vertical de a(t)? R= en el horizontal Hertz y en el vertical Newton

4. ¿Cuál estrategia debiese usar el grupo para solucionar el problema planteado? Explique. Primero conocer la gráfica donde se observa el comportamiento de las ondas con las fuerzas que se le aplican y demás características

como

frecuencia y amplitud. Segundo estar socializando lo aprendido con los compañeros. También se debe aplicar el método de los elementos finitos ya que la grieta se modeló utilizando la teoría de la fractomecánica lineal. 5. ¿Considera pertinente el problema planteado a su desarrollo como

profesional

de

la

ingeniería

electrónica

o

de

telecomunicaciones? Explique. Si debido a que todo aprendizaje es una experiencia y en este caso fue una experiencia donde reta al estudiante a investigar y analizar la situación con las diferentes varíales y con base a ello se hacen cálculos análisis para tomar una decisión, la mejor decisión, y pienso que eso para un ingeniero en su labor es fundamental tener este método para la compresión de problemas y desarrollo de los mismos debido a que en la vida laboral se presentaran muchos de estos.

CONCLUSION Demostrar la capacidad de análisis y solución de problemas con respecto a temas como Análisis de graficas Fourier y señales causadas por maquinas vibratorias. Dar a conocer nuestro punto de vista personal sobre problemas y soluciones con respecto a señales por vibraciones.