Lo esencial
Utilice un anillo colector cuando el árbol tenga un extremo libre o pueda pasar por un anillo colector tubular, y cuando necesite muchos canales o una señal analógica sin límite de ancho de banda. Utilice la telemetría inalámbrica cuando el árbol no pueda desmontarse ni modificarse, o cuando nada deba tocarlo. El mismo puente de galgas extensométricas mide el par en ambos casos; solo cambia la forma en que la señal sale del árbol.
¿Está libre el extremo del árbol?
Esto determina el montaje. Un anillo colector de extremo de árbol necesita un extremo de árbol libre. Un árbol sin extremo libre lleva un anillo colector tubular, un transmisor de abrazadera o un collar partido.
- Extremo libre, por ejemplo una polea, una rueda o un árbol de caja de cambios: anillo colector de extremo de árbol serie S o serie SR. La serie S se monta con dos tornillos y necesita de 30 a 38 mm de longitud.
- Sin extremo libre, árbol desmontable: anillo colector tubular serie B. El árbol atraviesa el diámetro interior, de 30 a 81,3 mm, adaptable a árboles más pequeños.
- Sin extremo libre, árbol no desmontable: transmisor de abrazadera CIT o CBT, sujeto con correas a un árbol de 25 mm o más, o el collar partido TEL-SC, que se cierra alrededor de árboles de 23 mm y mayores.
- Extremo libre a alta velocidad, sin rodamiento deseado: telemetría de extremo de árbol modelo T3 o T8.
- Eje sólido dentro de un cárter: ni un anillo colector tubular ni un transmisor pueden montarse alrededor del árbol. El eje se instrumenta con galgas dentro de un diámetro interior y la señal sale por el buje, hacia un anillo colector o un equipo de telemetría en la rueda.
¿Cuánto dura el ensayo y de dónde procede la alimentación?
Con un anillo colector, la alimentación llega al rotor a través de los contactos, de modo que la duración del ensayo no depende de una batería. Con telemetría, el transmisor gira con el árbol y necesita su propia alimentación: una batería, que fija la duración del ensayo, o la inducción, que no la fija.
- Batería: sin bobina que instalar, por lo que ocupa el mínimo espacio. El CBT funciona 48 h con un puente de galgas extensométricas y 36 h con dos; el CBT-mini funciona hasta 28 h con un puente.
- Inducción: una bobina fija alimenta el transmisor sin contacto, sin batería que reemplazar. El CIT y el TEL-SC están diseñados para ensayos de larga duración.
- En un semieje, un anillo de inducción mantiene el transmisor alimentado mientras el árbol se desplaza en la carrera de la suspensión.
- El T3 y el T8 se alimentan por inducción, con la bobina primaria a unos 3 a 5 mm del transmisor.
¿Cuántos canales?
Cuenten los puentes de galgas extensométricas y los termopares. Un anillo colector se especifica en canales, y cada sensor utiliza varios; un transmisor de telemetría se especifica en canales.
- Anillos colectores en extremo de árbol: 4 a 10 canales en la serie S, 10, 20 o 36 en la serie SR, 45 o 60 en el SR45A-AXHS y el SR60A-AXHS.
- Anillos colectores tubulares: 4 a 8 canales en la serie B.
- Telemetría de abrazadera: 1 o 2 puentes de galgas extensométricas en el CIT y el CBT, 1 en el CBT-mini.
- Collar partido: el TEL-SC admite hasta 3 canales en anillos de menos de 76 mm, hasta 12 en anillos mayores, galga extensométrica o termopar.
- Telemetría multicanal: 1 a 8 canales de galga extensométrica o termopar en el M560, 3 en el modelo T3, 8 en el modelo T8.
¿A qué velocidad gira el árbol?
La velocidad del árbol debe mantenerse por debajo de la velocidad nominal del anillo colector, que en la serie SR disminuye a medida que aumenta el número de canales. La telemetría en extremo de árbol no tiene rodamiento ni piezas de desgaste.
- Serie S: 12 000 rpm en estándar, hasta 20 000 rpm opcionalmente.
- Serie SR: 12 000 rpm para el SR10M, 4 000 rpm para el SR20M, 2 400 rpm para el SR36M; 2 000 rpm con juntas rotativas de contacto (W).
- Modelos T3 y T8: probados a 24 000 rpm, sin límite superior establecido ni mantenimiento periódico.
- CBT en un árbol de velocidad más alta que requiera equilibrado: montar el contrapeso a 180° frente al transmisor.
¿Qué ancho de banda y qué señal necesita?
Un anillo colector transmite la señal analógica en sí, sin límite de ancho de banda. La telemetría digitaliza la señal en el árbol y la envía por radio con control de errores; el ancho de banda queda pues definido por el transmisor.
- Anillo colector: las pistas y escobillas de metales preciosos mantienen la variación de resistencia de contacto en 0,1 Ω de pico, lo bastante baja para galgas extensométricas y termopares. Un amplificador en el rotor eleva la señal a una tensión de alto nivel antes de las pistas, para niveles de deformación bajos, altas velocidades, vibraciones o interferencias electromagnéticas.
- CBT: muestreo de 3 kHz por canal, 12 bits, salida analógica ± 10 V. CBT-mini: 7 kHz, 14 bits.
- Modelo T3: hasta 7 kHz por canal. Modelo T8: ancho de banda de corriente continua a 1 kHz, 16 bits.
- M560: 16 bits, todos los canales muestreados simultáneamente, de corriente continua a 1,5 kHz, salida analógica ± 10 V por canal.
- Un anillo colector también puede incorporar un encoder para la velocidad y el ángulo del árbol: 60 imp./rev en los SR/E60 y las versiones serie B /E60, 512 imp./rev en cuadratura en el SR/PE512, 256 a 512 imp./rev en el SR/ERT.
¿Qué entorno y qué presupuesto?
Ambas soluciones existen en versiones estancas para uso en carretera y todoterreno. En cuanto al coste, Michigan Scientific indica el anillo colector como la solución menos costosa frente a la mayoría de los sistemas sin contacto.
- Anillos colectores estancos: las versiones estancas de la serie B soportan agua, barro, nieve y polvo en un árbol de transmisión; la serie SR admite juntas W o B.
- Carcasas de telemetría: el CBT, el CBT-mini y el CIT son IP67; el M560 es estanco frente a vibraciones, aceleraciones elevadas y contaminantes.
- Temperatura: −40 a 121 °C para la serie S y la serie SR, −40 a 125 °C para el M560 y el modelo T8, −40 a 85 °C para el CIT. Las baterías limitan el CBT a −20 a 50 °C y el CBT-mini a −40 a 60 °C.
- Alcance de radio en el enlace de 2,4 GHz: 1 a 2 m para el CBT, 3 a 4 m para el CBT-mini y el CIT con la telemetría M540, 1 a 3 m para el modelo T3.
- Trenes motrices eléctricos e híbridos: la telemetría se utiliza en los árboles de entrada y salida de la caja de cambios, y el T8 lee termopares tipo K en los rotores de motores eléctricos.
Lo esencial
- Extremo de árbol libre: anillo colector serie S o serie SR. Alta velocidad en un extremo de árbol sin rodamiento: modelo T3 o T8.
- Sin extremo libre: anillo colector tubular serie B si el árbol se puede desmontar, CIT, CBT o TEL-SC si no se puede.
- Ensayo corto o sin espacio para una bobina: batería (CBT, CBT-mini). Ensayo largo: inducción (CIT, TEL-SC).
- Muchos canales o señal analógica sin límite de ancho de banda: anillo colector. Hasta 8 canales sin contacto: M560 o modelo T8.