La medición de tensión no intrusiva ( sistema ), o NSMS , es un método para determinar las tensiones dinámicas de las palas en turbomáquinas rotativas . El NSMS también se conoce con los nombres de "sincronización de la punta de la pala" (BTT), [1] "análisis del tiempo de llegada" (ATA), "monitoreo de vibración de la pala" (BVM), Beruehrungslose Schaufel Schwingungsmessung (BSSM) y "monitoreo de la salud de la pala" (BHM). El NSMS utiliza sensores montados externamente para determinar los tiempos de paso de las palas de la turbomaquinaria. Los tiempos de paso después de la conversión a deflexiones se pueden utilizar para medir las características de respuesta vibratoria de cada pala, como amplitud/ tensión , fase , frecuencia y amortiguación . Dado que se mide cada pala, también se pueden caracterizar los efectos de etapa como el aleteo, el desajuste de la pala y el diámetro nodal. [2] El método de medición se ha utilizado con éxito en todas las etapas del motor de turbina de gas (ventilador, compresor y turbina) y en otros equipos de turbomaquinaria que van desde turbocompresores hasta bombas de cohetes. La capacidad de aplicar la tecnología a una situación determinada depende de un tipo de sensor que pueda cumplir con los requisitos ambientales. [3]
Se utiliza un conjunto de sensores para medir los tiempos de llegada de las palas giratorias. Estos tiempos de llegada, en comparación con una línea base, se utilizan para determinar las deflexiones de las palas. Las deflexiones de las palas a lo largo de una serie de revoluciones y/o a través de una serie de sensores se pueden utilizar para determinar las características vibratorias. Esta información, junto con un modelo de elementos finitos (FEM), se puede utilizar para determinar las tensiones dinámicas en una pieza giratoria. [2]
En NSMS se puede utilizar cualquier sensor o sonda que pueda proporcionar una indicación precisa del paso de una pala. Normalmente, se utilizan sondas ópticas que utilizan fibra óptica para obtener un alto nivel de resolución espacial. Se utiliza una fuente de luz, normalmente un láser, y fibra óptica para dirigir un haz de luz constante en la trayectoria de una pala giratoria. A medida que una pala pasa por la sonda, la luz se refleja y captura mediante fibra óptica y se envía a un fotodetector para su conversión en una señal eléctrica. Los sensores de tipo campo, como los sensores de corrientes de Foucault, capacitivos y de microondas, son útiles en entornos hostiles y para pruebas de larga duración.
La tecnología NSMS fue patentada en 1949 [4] , y desde entonces se han patentado muchas mejoras. Algunos profesionales estadounidenses recientes creen que la NSMS fue desarrollada por primera vez en 1980 por los principales fabricantes de motores de aeronaves (y la Fuerza Aérea de los EE. UU.). [5] Puede concebirse como una tecnología de reemplazo de los extensómetros rotativos , pero actualmente se utiliza como complemento esencial de los extensómetros. La tecnología se utiliza ampliamente para el desarrollo de turbomáquinas y la resolución de problemas de fatiga de alto ciclo (HCF). Debido a la observación directa de las palas, el montaje externo y la capacidad de servicio inherente de los sensores, la NSMS se ha utilizado desde al menos 2006 como un método de monitoreo de la salud a largo plazo. [6] Más recientemente, varios profesionales se están volviendo activos en esta aplicación de la tecnología. [7]