3.1.2) Frecuencia máxima, duración y resolución
En los DynaLoggers, al solicitar un espectro de vibración (vía Gateway o vía App), es posible configurar la duración del tiempo de la colecta hecha por el sensor en la forma de onda y, en algunos modelos, también se permite escoger la frecuencia máxima (fmax).
El número de vueltas y el número de líneas será modificado conforme la selección de este campo. La relación de número de lineas y duración de colectas (por frecuencia) para cada modelo de DynaLogger se muestra abajo:
Figura: Configuraciones de frecuencia maxima, duración y respectivos números de lineas. DynaLogger TcA+ arriba y DynaLogger HF abajo
La duración de la recolección refleja el tiempo de adquisición de la señal (la forma de onda). La frecuencia máxima escogida, por otro lado, representa la serie de datos convertidos al dominio de la frecuencia (Hz o CPM). Esta configuración puede realizarse a través de la aplicación móvil DynaPredict o a través de la Plataforma Web en la pestaña de configuración de Spots, como se muestra en las Figuras siguientes.
Figura: Interfaz de la Plataforma Web para la configuración espectral
Figura: Detalle de la configuración del configuración espectral
Obs: El modelo de DynaLogger HF permite hacer espectrales triaxiales con frecuencia máxima de 800, 1600, 3200 y 6400 Hz. Para las dos primeras opciones, la adquisición de los datos ocurre de forma simultánea en todos los tres ejes. Para 3200 y 6400Hz, la colecta es realizada de forma secuencial, un eje después de otro.
Cuando se selecciona “duración de la colecta” (Tcolecta), está alterando también el número de muestras temporales que el sensor irá a colectar, que a su vez es dos veces el Numero de lineas (según la imagen arriba de los modelos de los sensores). El número de lineas esperado para los espectros, utilizando sólo las informaciones de frecuencia máxima y la duración de la colecta se da por:
Ambos números (de muestras y lineas) afectan la resolución de la señal, en la forma de onda y el espectro de vibración respectivamente. La resolución espectral puede ser calculada con base en la frecuencia máxima o simplemente a través de la duración de la coleta:
Ejemplo: Suponiendo que usted escoja una frecuencia máxima de 6400Hz, con duración de 2,56 segundos. La resolución en el espectro será:
En caso de que se escoja una duración de 0,08 segundos. La resolución será:
La resolución del espectro será extremamente perjudicada con un tiempo de duración tan bajo, ya que la señal es colectada con el menor nivel de detallamiento.
Veamos ejemplos
Caso 1 – Bajo tiempo de colecta
En este caso se utilizó el DynaLogger TcA+ para medición con frecuencia máxima de 1024 Hz y duración de tiempo de colecta 0,5 s. Utilizando las ecuaciones arriba se puede esperar una resolución en la frecuencia de 2 Hz y la expectativa es obtener en torno de 512 lineas de espectro.
Figura: Espectro de vibración con resolución de 2 Hz con zoom en rango de 0 a 100 Hz.
Tal como es esperado, la baja duración en el tiempo de la colecta lleva una baja resolución espectral. Se puede notar en la figura que las frecuencias adyacentes a la frecuencia de pico tienen su amplitud contabilizada en torno a esa frecuencia, haciendo con que el decaimiento de la frecuencia de pico sea lento. Esto dificulta o hace inviable en algunos casos, los análisis en torno a la frecuencia de pico.
Caso 2 – Alto tiempo de colecta
Para este caso se utilizó nuevamente el DynaLogger TcA+ para medición en la misma frecuencia máxima de 1024 Hz, la duración de la colecta se aumentó para 4 s. Utilizando nuevamente las ecuaciones se puede esperar una resolución en la frecuencia de 0,25 Hz y en torno de 4096 lineas en el espectro, un aumento 8 veces en el número de lineas de espectrales en comparación con el caso anterior.
Figura: Espectro de vibración con resolución de 0,25 Hz con zoom en el rango de frecuencia de 0 a 100 Hz.
Comparando los casos, se nota que la colecta hecha con un mayor duración de tiempo de colecta permite una mejor definición de frecuencia de pico y que las frecuencias adyacentes son mejor contabilizadas, lo que permite un análisis de frecuencia cerca de la frecuencia pico.
Cabe destacar que el aumento de la duración de la muestra lleva a un mayor tiempo de procesamiento y de transferencia de datos. Por lo que se recomienda que el usuario opte por um tiempo mayor de colecta con el objetivo de aumentar su cuantificación espectral.