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Sondas de corrientes parásitas de alta temperatura de la serie WSTH para bancos de pruebas de motores y del sector aeroespacial

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El desarrollo de motores de alto rendimiento requiere sistemas de medición que ofrezcan resultados de gran precisión y reproducibilidad, incluso en condiciones ambientales extremas.

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Con la serie WSTH, WayCon lanza al mercado una gama de sondas de corrientes parásitas sin contacto desarrolladas específicamente para condiciones de funcionamiento adversas y a altas temperaturas, como las que se dan en los bancos de pruebas de motores (del sector de la automoción y aeroespacial). Con un amplio rango de temperaturas de –20…+185 °C, una elevada resistencia al aceite, a los gases de escape y a la suciedad, y una precisión milimétrica, estos sensores proporcionan datos de medición fiables incluso en entornos calientes y contaminados. Gracias a su salida de señal de alta frecuencia (hasta 50 kHz), son ideales para la monitorización dinámica de ejes, rotores y dimensiones de holgura.
Los sensores WSTH funcionan según el principio de las corrientes parásitas: una corriente alterna de alta frecuencia genera corrientes parásitas en el objetivo metálico, lo que altera la impedancia de la bobina. Este cambio se convierte en una señal analógica de tensión o corriente. De este modo, los sensores miden la distancia a componentes conductores sin contacto, independientemente del color, la rugosidad de la superficie o las condiciones de iluminación. La serie WSTH alcanza rangos de medición de hasta 4 mm (en acero), una linealidad de ±1 % y una resolución de 0,4 µm. A diferencia de los sensores fotoeléctricos o láser, los sensores de corrientes parásitas son insensibles al aceite, el polvo o las vibraciones. No sufren desgaste y requieren poco mantenimiento, ya que no hay contactos mecánicos que afecten al sensor. Su diseño robusto (carcasa de acero inoxidable, conector IP44) garantiza un funcionamiento fiable en bancos de pruebas a altas temperaturas.
En el desarrollo de los modernos motores de combustión y de turbina, los bancos de pruebas sirven como plataforma central para validar nuevos diseños. Incluso en las primeras fases de desarrollo, los motores se someten a pruebas en condiciones realistas, pasando por miles de ciclos de carga y horas de funcionamiento. Además de la potencia, el rendimiento y el comportamiento de las emisiones, se presta especial atención a los movimientos dinámicos de los componentes giratorios. Los ejes, los rotores y los turbocompresores pueden alcanzar velocidades de varias decenas de miles de revoluciones por minuto. Incluso los cambios más leves en el juego de los cojinetes, la deflexión del eje o la dilatación térmica pueden aportar información sobre el desgaste, el comportamiento vibratorio o la resistencia a la fatiga del diseño.
Por ello, para los ingenieros de desarrollo es de gran importancia que estos parámetros se registren de forma continua a lo largo de todo el ciclo de ensayo. Los sistemas de sensores deben proporcionar mediciones fiables incluso en condiciones ambientales extremas, a pesar de las altas temperaturas de los componentes, la neblina de aceite, los vapores de combustible, los gases de escape y las vibraciones intensas. Al mismo tiempo, los sistemas de medición no deben influir en el comportamiento de las piezas de ensayo y deben ofrecer resultados reproducibles incluso durante pruebas de resistencia prolongadas.
Especialmente al someter a ensayo nuevas generaciones de motores, turbocompresores de alto rendimiento o motores aeronáuticos, la monitorización sin contacto de las posiciones del eje, los movimientos del rotor o las dimensiones de holgura permite la detección precoz de condiciones de funcionamiento críticas. Esto permite a los ingenieros de desarrollo analizar resonancias, cargas en los cojinetes o cambios inducidos térmicamente mientras la prueba aún está en curso, en lugar de identificarlos únicamente tras el desmontaje de la pieza de ensayo. De este modo, se acortan los ciclos de desarrollo, se reducen los costosos tiempos de inactividad de los bancos de pruebas y, al mismo tiempo, se incrementa el valor informativo de los datos de medición obtenidos.
Teniendo esto en cuenta, los métodos de medición sin contacto son la opción preferida en los bancos de pruebas de motores. Permiten realizar mediciones altamente dinámicas sin ninguna interferencia mecánica con la pieza de ensayo y ofrecen resultados de medición reproducibles incluso a temperaturas constantemente elevadas y en entornos de bancos de pruebas contaminados.
Ventajas de los sensores de corrientes parásitas frente a otros principios de medición: en comparación con los sensores ópticos, los sensores de corrientes parásitas ofrecen un buen rendimiento en entornos sucios y calientes. Aunque los sensores ópticos (láseres, sensores fotoeléctricos) ofrecen una alta precisión, fallan en presencia de una película de aceite o humo. A diferencia de los sistemas de medición por contacto, como los sensores de cable de tracción o los potenciómetros lineales, los sensores de corrientes parásitas no necesitan estar conectados al objeto que se mide y funcionan sin sufrir ningún desgaste.