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Resumen de contenidos para HBK QuantumX BraggMETER MXFS
- Página 1 ESPAÑOL Manual del usuario MXFS Módulo QuantumX BraggMETER...
- Página 2 Hottinger Brüel & Kjaer GmbH Im Tiefen See 45 64293 Darmstadt Germany Tel. +49 6151 803-0 Fax +49 6151 803-9100 info@hbkworld.com www.hbkworld.com HBK FiberSensing, S.A. Rua Vasconcelos Costa, 277 4470-640 Maia Portugal Tel. +351 229 613 010 Fax +351 229 613 020 info.fs@hbkworld.com www.hbkworld.com Mat.:...
- Página 3 ÍNDICE Detalles técnicos ..........Información general .
- Página 4 3.5.1 Piezas de desgaste ..........3.5.2 Ventilación .
- Página 5 4.2.4.6 Canales de cálculo ..........4.2.5 Puesta a cero .
- Página 6 Bragg en fibra (FBG). Se basa en la probada tecnología de interrogador de HBK FiberSensing, que utiliza un escaneado continuo con láser para medir los picos de Bragg reflejados. Incluye una longitud de ondas de referencia trazable que permite una calibración ininterrumpida, para garantizar la exactitud de medida del...
- Página 7 Componentes del sistema En el suministro del MXFS están incluidos: Números de pedido Cantidad Descripción 1-MXFS8DI1/FC Interrogador MXFS DI Licencia de software catman Easy La potencia y las opciones de comunicación dependerán del montaje y de la configuración deseados. Para utilizar los módulos como módulos autónomos, usted deberá tener también: Números de pedido Cantidad Descripción...
- Página 8 Ayuntamiento o el servicio de recogida de basura de su localidad o con el comercio en el que adquirió el producto. HBK FiberSensing es un fabricante registrado en la ANREEE - "Associação Nacional para o Registo de Equipamentos Eléctricos e Electrónicos"...
- Página 9 Los conectores ópticos requieren mantenimiento y/o inspección. Para el proceso de mantenimiento, véase la sección 3.9 “Resolución de los problemas de medición”, página No intente abrir o reparar un interrogador defectuoso. Este debe ser enviado a HBK para su reparación y calibración.
- Página 10 Certificación 2.3.1 Marcado CE Este producto lleva el marcado CE y cumple los requisitos internacionales aplicables de seguridad del producto y compatibilidad electromagnética de acuerdo con las siguientes directivas: Directiva de baja tensión 2014/35/UE – Seguridad eléctrica Directiva de compatibilidad electromagnética (CEM) 2014/30/UE.
- Página 11 ATENCiÓN Información para “seguridad óptica” Instalar el dispositivo fuera de las zonas peligrosas. La radiación óptica se evaluó según EN60079-28:2015. La radiación óptica puede irradiarse en todas las zonas de los grupos I, II y III. La máxima potencia óptica de salida por conector es < 15 mW. 2.3.3.1 Leyes y directivas Durante la conexión, el montaje y el funcionamiento, observe los certificados de pruebas,...
- Página 12 2.3.5 Marcado relativo a los valores límite para las emisiones contaminantes (para productos enviados a China) Marcado prescrito por la ley relativo a los límites de emisión de los equipos electrónicos suministrados a China. Símbolos utilizados en este documento Las instrucciones importantes para su seguridad están indicadas específicamente. Es fundamental seguir estas instrucciones para evitar accidentes y daños materiales.
- Página 13 FUNCIONAMIENTO Conectores Fig. 3.1 Vista frontal y trasera del MXFS Conectores ópticos (FC/APC); Conectores de Ethernet; LED de estado; Conector de alimentación; Conectores FireWire; Conector backplane. Instalación 3.2.1 Alimentación Conectar los módulos a una tensión continua La potencia absorbida y el rango de tensión de alimentación aceptado de un módulo dependen del modelo.
- Página 14 Nota No se puede excluir la posibilidad de averías en el módulo, si no se respetan los límites de tensión de alimentación indicados arriba. Si la tensión de alimentación es inferior al límite mínimo, el módulo se apaga. En vehículos que funcionan con batería, recomendamos instalar una alimentación de corriente sin cortes (UPS) entre la batería y el módulo para compensar las caídas de tensión durante los procedimientos de arranque.
- Página 15 3.2.2 Conexión a un PC y otros módulos y sincronización con ellos El módulo QuantumX MXFS se ha diseñado para sincronizarlo con otros módulos QuantumX/SomatXR de la misma familia y permitir así la adquisición simultánea de datos. La sincronización puede hacerse conectando los módulos a través de interfaces FireWire o Ethernet.
- Página 16 3.2.2.2 Conexión múltiple vía Ethernet con sincronización de PTP Interruptor PTPv2 Ethernet Alimentación 12 V … 30 V DC Fig. 3.4 Conexión múltiple vía Ethernet y sincronización mediante PTPv2 Los módulos pueden conectarse al PC por medio de interruptores Ethernet PTPv2 compatibles.
- Página 17 3.2.2.3 Conexión múltiple vía Ethernet con sincronización FireWire Alimentación Fig. 3.5 Ejemplo de conexión múltiple vía Ethernet con sincronización En la configuración que se muestra arriba, la tensión de alimentación para los módulos está en bucle mediante FireWire (máx. 1,5 A vía FireWire; para el consumo eléctrico de los módulos, véase el capítulo 3.2.1 “Alimentación”, página 13).
- Página 18 3.2.3 Configuración de la comunicación con el PC Los módulos se pueden conectar a un PC estándar a través de Ethernet (hasta 100 m), de FireWire (conexión eléctrica hasta 5 m, óptica hasta 300 m), o de EtherCAT. Debe tenerse en cuenta lo siguiente para la comunicación TCI/IP vía Ethernet: Le recomendamos conservar el ajuste por defecto (DHCP/APIPA), para que el software pueda encontrar los módulos que se encuentran en la red o están conectados directamente.
- Página 19 Configuración automática Ajustes del módulo Ajustes del PC Configuración manual Ajustes del módulo Ajustes del PC Fig. 3.6 Ejemplo de ajustes para una conexión directa Configuración de Ethernet: ajuste de la dirección IP de su PC Si desea utilizar los módulos con una dirección IP estática fija, debe usar la configuración alternativa (máscara de subred y dirección IP fijas, definidas por el usuario) que figura en las propiedades del adaptador en TCP/IP.
- Página 20 Seleccione la conexión LAN. Aparecerá entonces la ventana que se muestra en la Fig. 3.7. Haga clic en Properties (Propiedades). Fig. 3.7 Propiedades de la red MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 21 Seleccione el protocolo de Internet (TCP/IP) y haga clic en el botón Properties (Propiedades) (Fig. 3.8). Fig. 3.8 TCP/IPv4 MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 22 Ajuste la dirección IP y la máscara de subred (Fig. 3.9). Fig. 3.9 IP y subred Pulse OK. Integración de módulos en una red Ethernet Active la casilla de control DHCP y haga clic en OK. Aparecerá la siguiente ventana de confirmación: Fig.
- Página 23 En el montaje de sistemas Quantum, recomendamos colocar el interrogador MXFS arriba, dado que puede generar más calor que los otros componentes del equipo. Si tiene preguntas o necesita asistencia, contacte con HBK FiberSensing. 3.3.2 Montaje de los elementos de fijación La electrónica del módulo está...
- Página 24 Fig. 3.11 MXFS con protector de carcasa Carcasa del MXFS; Protector de carcasa; Cubierta lateral superior; Cubierta lateral inferior. Los modelos se pueden fijar unos a otros con unos elementos de fijación enganchables (número de pedido 1-CASECLIP). Retirar el protector de carcasa de marco X (número 2 en Fig 1) con un destornillador hexagonal 2,5 (número 1 en Fig 2).
- Página 25 Información Los elementos de fijación que se muestran en las siguientes fotos deben montarse en ambos lados de la carcasa. Se requiere solamente un juego de elementos CASECLIP para ambos lados. Fig. 3.13 MXFS sin protector de carcasa Retirar la cubierta lateral inferior (número 4 en Fig. 3.11) con ayuda de un destornillador hexagonal 2,5.
- Página 26 En el lugar de la cubierta lateral inferior, montar el elemento CASECLIP con ayuda de un destornillador hexagonal 2,5 y los tornillos y tuercas que forman parte del suministro. Fig. 3.15 Montaje del elemento CASECLIP Fig. 3.16 MXFS con CASECLIP montado Si lo desea, vuelva a montar el protector de marco X.
- Página 27 - Actualización del firmware Rojo Error Mantenimiento 3.5.1 Piezas de desgaste Los interrogadores ópticos HBK tienen piezas de desgaste (como ventiladores, adaptadores de conectores ópticos y pilas), que requieren unas condiciones mínimas de funcionamiento para garantizar la operación correcta del equipo. MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 28 Conectores ópticos Los conectores ópticos del interrogador están sujetos al deterioro y se pueden romper en caso de uso inadecuado (véase el capítulo 3.9.2. “Conector roto”). Si esto ocurre, deberá enviar el interrogador a HBK FiberSensing para su reparación. 3.5.4 Calibración Los interrogadores BraggMETER poseen una célula de gas con trazabilidad NIST que...
- Página 29 Restablecimiento de la configuración de fábrica Es posible restablecer los ajustes de fábrica del módulo MXFS, en cuyo caso se borrará la configuración usada actualmente por el dispositivo: Desactiva todos los canales; Borra todas las bandas configuradas; Cambia todos los tipos de sensores a la longitud de onda relativa; Borra el valor de puesta a cero.
- Página 30 3.7.1.2 Canales Cada conector óptico tiene 16 canales. Esto significa que el dispositivo puede leer como máximo 16 picos de FBG (red de Bragg en fibra) por conector óptico. Los canales del dispositivo se pueden configurar con el software catman definiendo el rango de longitudes de ondas (la banda) que ocupan y su longitud de ondas de referencia (Fig.
- Página 31 Sugerencia Es posible realizar una detección y una definición de rangos automáticas en MX Assistant o catman®. Sin embargo, en el primero de estos dos, no es posible visualizar el espectro ni editar/crear manualmente los rangos. Para visualizar el espectro y/o ajustar manualmente los rangos definidos, se debe usar el software catman®Easy.
- Página 32 Longitud de ondas de referencia El valor de longitud de ondas con el cual se compara cada medición se denomina longitud de ondas de referencia. Para cada canal definido, se debe fijar una longitud de ondas de referencia entre los valores de longitud de ondas mínimo y máximo del canal. Para los sensores no calibrados, la longitud de ondas de referencia es el valor cero de la medición.
- Página 33 3.7.1.5 Margen dinámico En un interrogador óptico, el margen dinámico se define como el rango de valores de potencia entre los cuales se puede identificar correctamente y medir una red de Bragg en fibra. Fig. 3.22 Margen dinámico Eje de potencia en dBm; Eje de longitud de ondas en nm;...
- Página 34 Fig. 3.23 Concepto de la función Smart Peak Detection Espectro reflejado de la red de Bragg; Pico de FBG; Superficie utilizada para calcular la longitud de ondas. Fig. 3.24 La Smart Peak Detection en acción Dentro de cada rango de detección se calcula un solo sensor de red de Bragg en fibra. Señales normales (1), señales de baja potencia (2) y señales de alta potencia (3) pueden coexistir en el mismo conector óptico sin afectar a las mediciones.
- Página 35 La mayor robustez alcanzada permite superar las limitaciones de los métodos convencionales, allí donde se utilizan redes de Bragg en fibra con alta y baja capacidad de reflexión y las pérdidas de la señal son un problema habitual. Por lo tanto, la función SPD mejora la estabilidad y la exactitud de las mediciones, y contribuye así...
- Página 36 Tipos de sensores disponibles Tipo de Descripción Salida sensor Longitud de La salida de los λ ondas sensores de la longitud absoluta de ondas absoluta es la medida en el pico de FBG (número Fig. 3.19) λ * λ Longitud de La salida de los ondas relativa sensores de la longitud...
- Página 37 Tipo de Descripción Salida sensor s @ (λ * λ Aceleración Variación de la longitud de ondas convertida en aceleración sobre la base de los coeficientes de calibra ción (S). La fórmula de conversión es lineal. Polinomio Variación de la longitud a (λ...
- Página 38 Efecto de la distancia Para los interrogadores ópticos basados en el barrido láser, como el BraggMETER de HBK FiberSensing, la longitud de cable entre el interrogador y el sensor influye en el valor medido de la medición reflejada. Este efecto consiste en una deriva constante de la medición de la longitud de ondas que depende de la frecuencia de muestreo efectiva del módulo óptico.
- Página 39 sentidos, y la determinación de la longitud de ondas absoluta es menos precisa. El mismo efecto se produce si las distancias aumentan. Error de medición de la longitud de ondas absoluta Deriva de la longitud de ondas debida a la velocidad de adquisición y la distancia es: Deriva de la longitud de ondas debida a la velocidad de barrido del láser d @ 2 @ n @ RepRate @ FullRange Δλ...
- Página 40 Distancia (m) Velocidad de adquisición (S/s) 2000 1000 115.7 2317.0 1500 173.5 3475.5 2000 231,4 4627,2 5000 578,4 11568,0 Tab. 3.1 Deriva de la longitud de ondas (pm) Compensación de la distancia Se recomienda efectuar una compensación de la distancia para las mediciones con sensores ópticos, allí...
- Página 41 3.8.3 Filtros El MXFS admite el filtrado de paso bajo, como cualquier otro módulo QuantumX. Los filtros disponibles son los filtros Bessel, Butterworth, de fase lineal. Para más detalles, consulte la sección 4.2.1.2 “Frecuencia de muestreo y filtros”, página 49. Resolución de los problemas de medición 3.9.1 Conector sucio...
- Página 42 Fig. 3.27 Efecto de un conector sucio sobre la señal Potencia en dBm; Longitud de ondas en nm; Espectro de un conector limpio; Espectro de un conector sucio; Reducción de margen dinámico. Para limpiar el adaptador de un interrogador óptico, use un hisopo de algodón apropiado (en el mercado pueden adquirirse diversos modelos utilizados para limpiar fibras de tele...
- Página 43 óptico, su alineación no será correcta y esto afectará a las mediciones. Un manguito roto se ve en la Fig. 3.29. Fig. 3.29 Conector roto Para resolver este problema, debe dirigirse a HBK FiberSensing. 3.9.3 Desbordamientos de medida transitorios Durante el funcionamiento del MXFS, puede ser necesario reajustar algunos parámetros internos.
- Página 44 Sugerencia Para evitar confundir este suceso (desbordamiento) con un cambio brusco en las señales de medición, que pueda generar falsas alarmas si, por ejemplo, se han configurado alarmas de paso de nivel alto o bajo en catman, recomendamos ajustar un tiempo de espera cuando se definen las alarmas.
- Página 45 EL SOFTWARE CATMAN El MXFS incluye una licencia para el software catman Easy que se recomienda utilizar para configurar el dispositivo. EL MXFS es compatible con las versiones de catman 5.4.1 o superiores. Inicio de un proyecto con el MXFS Inicio del software catman.
- Página 46 Fig. 4.2 Conectividad Inicie un nuevo proyecto de medición. Información La función de pasarela del MXFS no es compatible con catman. Desactívela con el Asistente MX antes de usar el MXFS con catman. 4.1.1 Sincronización Existen diferentes métodos de sincronización para el MXFS. Consulte el manual del usuario de catman (A05566) para obtener más información sobre cómo configurarlos.
- Página 47 Proyecto catman para MXFS Cuando se inicia un nuevo proyecto con un dispositivo MXFS, catman añade primero todos los canales del MXFS a la lista de canales. Fig. 4.3 Canales de adquisición de datos Los canales que tienen bandas definidas –rangos de longitudes de ondas– en el dispositivo se ven como canales activos, y los canales no definidos que se ven como canales inactivos.
- Página 48 Fig. 4.4 Ocultar los canales inactivos 4.2.1 Frecuencias de muestreo 4.2.1.1 Velocidad de adquisición El MXFS trabaja con dos modos de velocidad diferentes, correspondientes a dos velocidades de barrido por láser que pueden configurarse en catman: MXFS DI Modo de baja 100 S/s velocidad: Modo de alta...
- Página 49 Fig. 4.5 Velocidad de adquisición Con el botón de la derecha del ratón haga clic en la columna de la frecuencia de muestreo de cualquiera de los canales del MXFS. Active o desactive el modo de alta velocidad (High Speed). Información Un cambio del modo de velocidad reiniciará...
- Página 50 Modo de baja velocidad (100 S/s) Frecuencia de Frecuencias de muestreo disponibles corte del filtro (Hz) Modo de alta velocidad MXFS DI (2000 S/s) Frecuencias de muestreo disponibles Frecuencia de corte del filtro (Hz) 10 20 50 100 200 500 1000 2000 10 20 50 100 200 500 1000 2000 10 20 50 100 200 500 1000 2000 10 20 50 100 200 500 1000 2000...
- Página 51 4.2.2 Configuración de los rangos de longitudes de ondas Para configurar las bandas (rangos de longitudes de ondas para cada canal) Pulse el botón “Configure ranges” (Configurar rangos) en la barra de opciones superior de catman para abrir la ventana de configuración de rangos. Fig.
- Página 52 Fig. 4.7 Ventana de configuración de los rangos La visualización y edición de las bandas solo pueden hacerse en un conector a la vez: Cambie el conector seleccionado en la casilla Connector (Conector) (Fig. 4.8). Se visualiza el espectro medido en el momento en que se abre la ventana de configuración de los rangos.
- Página 53 Fig. 4.8 Update spectrum (Actualizar el espectro) Los canales en el conector seleccionado se pueden configurar de diferentes formas. 4.2.2.1 Definición automática de las bandas para los picos detectados El dispositivo puede detectar picos en el espectro reflejado y configurar bandas automáticamente para cada pico hallado.
- Página 54 Fig. 4.10 Detección automática Las bandas detectadas automáticamente se pueden ajustar: seleccionando la línea del canal deseado (la línea estará resaltada en azul en la tabla y la banda, en color verde en el gráfico) - número en la Fig. 4.11. escribiendo en la tabla el valor de mínimo de la banda, el valor máximo de la banda y la longitud de ondas de referencia - número en la Fig.
- Página 55 Fig. 4.11 Ajuste de las bandas Dado que los cambios efectuados en la ventana de configuración de los rangos se realizan inicialmente solo al nivel del software, es necesario transferir seguidamente las definiciones al dispositivo. Pulse Apply (Aplicar) para transferir los cambios al dispositivo (Fig. 4.12). Fig.
- Página 56 Las acciones que pueden realizarse después de seleccionar un canal son: Borrar. Haciendo clic con el botón derecho del ratón y seleccionando Delete (Borrar). Crear o editar. Con doble clic en la celda para introducir o modificar lo siguiente: Nombre del canal Longitud de ondas mínima de la banda en nm;...
- Página 57 Fig. 4.13 Edición o creación de bandas Después de definir todas las bandas deseadas, haga clic en Apply (Aplicar) y cierre la ventana de configuración. MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 58 4.2.3 Sensores en el dispositivo Sugerencia Para borrar los ajustes de canal iniciales del dispositivo, seleccione los sensores y Disconnect and reset sensor (Desconectar y reiniciar el sensor). Fig. 4.14 Desconexión de sensores En el dispositivo es posible configurar diferentes tipos de sensores (para más información, véase la sección 3.7.1.7 “Señales”, página 35).
- Página 59 4.2.4 Sensores en el software Hay sensores ópticos disponibles en la base de datos de catman en General Sensors (Sensores generales). Fig. 4.15 Sensores ópticos en la base de datos de sensores MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 60 4.2.4.1 Longitud de ondas Los sensores definidos como longitud de ondas mostrarán la longitud de ondas en nm como valor de salida. Es posible seleccionar los valores de longitud de ondas absoluta y longitud de ondas relativa: Fig. 4.16 Tipos de sensores con longitud de ondas absoluta y longitud de ondas relativa La longitud de ondas relativa es un valor “bruto”...
- Página 61 Deformación sin compensación Fig. 4.17 Deformación sin compensación El factor k (sensibilidad de deformación) de las bandas extensométricas ópticas (FBG) se indica en la documentación correspondiente. La longitud de ondas de referencia del sensor de deformación óptico (FBG) (λ ) debe corresponder a la longitud de ondas del sensor en el momento en que no hay ninguna deformación.
- Página 62 Fig. 4.18 Deformación con compensación utilizando un sensor de temperatura El factor k (sensibilidad de deformación) de las bandas extensométricas ópticas (FBG) se indica en la documentación correspondiente. El coeficiente de temperatura de la sensibilidad (TCS) corresponde al efecto de la temperatura en el sensor de deformación, es decir, la deformación inducida en el sensor tras la instalación debido a un cambio de 1°C en su temperatura.
- Página 63 Usando una red de Bragg de compensación Para la compensación térmica, se debe seleccionar este método de compensación, si se utiliza otro sensor de deformación del mismo tipo fijado al mismo material, pero que no experimenta los mismos cambios de temperatura y ninguna deformación mecánica. Con este método, el canal seleccionado para la compensación térmica debe ser un canal de longitud de ondas absoluta (ε...
- Página 64 4.2.4.3 Temperatura Los sensores de temperatura HBK FiberSensing se suministran con un certificado de calibración. Tienen un comportamiento polinomial con la temperatura. Fig. 4.20 Sensor de temperatura Los coeficientes S corresponden a los valores indicados en la documentación de los sensores.
- Página 65 4.2.4.4 Aceleración Los sensores de aceleración HBK FiberSensing se suministran con un certificado de calibración. Tienen un comportamiento lineal con la aceleración. Fig. 4.21 Sensor de aceleración El coeficiente de calibración (S) es el valor indicado en la documentación de sensor.
- Página 66 4.2.4.5 Polinomio genérico catman también permite configurar sensores basados en redes de Bragg en fibra genéricos que tienen solamente una red de Bragg. Fig. 4.22 Sensor óptico genérico El sensor óptico genérico calcula la medida como una función polinomial de segundo orden (coeficientes a, b y c) de la variación de longitud de ondas (λ-λ...
- Página 67 Los sensores de inclinación, de desplazamiento y de carga de la gama de sensores estándar de HBK son ejemplos de estos. Para convertir las mediciones de lon gitud de ondas en valores de ingeniería en catman®, debe utilizarse un canal de cálculo.
- Página 68 Fig. 4.24 Menú Fórmulas Canales de cálculo Rosetas de deformación Catman también le permite realizar cálculos de análisis de tensiones relevantes a partir de mediciones de rosetas en sus canales de cálculo. Utilizando esta interfaz, catman creará el número de canales de cálculo seleccionado. Información Las rosetas ópticas disponibles son del tipo 60º/120º, y las tres direcciones de medición están marcadas como a, b o c, igual que en el menú...
- Página 69 Fig. 4.25 Menú Rosetas Canales de cálculo 4.2.5 Puesta a cero catman ofrece la posibilidad de poner a cero los sensores en la configuración del proyecto de manera sencilla, al comienzo de una medición. Para la puesta a cero de uno o varios sensores, seleccione las líneas deseadas y pulse el botón Zero balance (Puesta a cero) en la cinta de opciones superior.
- Página 70 Alternativamente, puede hacer clic con el botón derecho del ratón en la línea que desea poner a cero y seleccionar la opción Zero Balance (Puesta a cero) (número en la Fig. 4.27). Fig. 4.27 Puesta a cero y restablecimiento de la longitud de ondas de referencia La puesta a cero de los sensores produce una diferencia (offset) en la medición, que es igual al valor de la medición en el momento de la puesta a cero.
- Página 71 4.2.6 Restablecimiento de la longitud de ondas de referencia De manera similar a la puesta a cero, también es posible restablecer la longitud de ondas de referencia al valor medido en ese momento. Haga clic con el botón derecho del ratón en la línea que desea restablecer y seleccione la opción Reset reference wavelength (Restablecer longitud de ondas de referencia) (número en la Fig.
- Página 72 Seleccione las opciones para restablecer el ajuste de fábrica del dispositivo. Fig. 4.29 Opciones para restablecer el ajuste de fábrica del dispositivo Ajuste de fábrica para todos los canales. Al seleccionar Devise Reset (Restablecer el ajuste de fábrica del dispositivo): desactiva todos los canales;...
- Página 73 MXFS FUNCIONAMIENTO...
- Página 74 HBK - Hottinger Brüel & Kjaer www.hbkworld.com info@hbkworld.com...