I vibrometri portatili sono strumenti per la misura di vibrazione su macchine rotanti (motori, ventilatori, pompe, compressori, riduttori, turbine) e su strutture meccaniche, utilizzati per manutenzione predittiva, diagnostica preventiva, controlli di sicurezza, accettazione di macchine nuove, verifiche di bilanciamento. Misurano simultaneamente accelerazione (m/s² o g), velocità (mm/s) e spostamento (µm) della vibrazione, con analisi statistiche e visualizzazione su display. Sono dotati di sensori (accelerometri piezoelettrici) applicati alla macchina tramite contatto magnetico, vite o sonda manuale.
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Accelerometri piezoelettrici
L’accelerometro piezoelettrico è composto da una massa sismica posta su un cristallo piezoelettrico (quarzo, ceramica PZT, materiali sintetici): l’accelerazione della struttura su cui è montato genera una forza sulla massa, che il cristallo trasforma in carica elettrica proporzionale. Il segnale è amplificato e visualizzato. Le caratteristiche tipiche sono: sensibilità 100 mV/g (modelli standard) o 500-1000 mV/g (modelli ad alta sensibilità per bassi livelli di vibrazione); range 0,5-10000 g; banda passante 0,5-10000 Hz; temperatura di lavoro -40°C / +120°C (versioni standard), fino a +250°C per applicazioni high-temp.
Parametri di vibrazione
I parametri standard di valutazione della vibrazione sono: accelerazione RMS (per analisi di alta frequenza, indicatore di danni a cuscinetti e ingranaggi); velocità RMS in mm/s (parametro di severità di vibrazione per macchine rotanti, normato da ISO 10816); spostamento peak-to-peak in µm (per macchine a bassa velocità e per problemi di squilibrio); fattore di cresta (rapporto peak/RMS – indicatore di shocks come urti di rotolamento difettoso); analisi spettrale FFT (decomposizione del segnale in frequenze per diagnosi di guasti specifici). Modelli avanzati misurano simultaneamente in più direzioni (3 assi) e calcolano valori medi su tempo prolungato per riduzione del rumore.
Diagnosi di guasti
L’analisi spettrale FFT permette di diagnosticare specifici guasti: squilibri rotativi (picco a 1× frequenza di rotazione); disallineamenti (picchi a 1× e 2× frequenza di rotazione, eventualmente accompagnati da componenti assiali); allentamenti meccanici (componenti a multiple di 1× con picchi laterali); difetti di cuscinetti volventi (frequenze caratteristiche BPFO/BPFI/BSF/FTF calcolate dalla geometria del cuscinetto); difetti di ingranaggi (frequenze di ingranamento GMF = numero denti × velocità albero); cavitazione di pompe (rumore aleatorio in banda larga). La conoscenza approfondita delle frequenze caratteristiche è essenziale per la diagnosi.
Applicazioni
Le applicazioni industriali sono: manutenzione predittiva di macchine rotanti (riduzione fermi macchina imprevisti, programmazione interventi prima del guasto); controlli di accettazione di macchine nuove (verifica della conformità alle specifiche del costruttore); ispezioni periodiche di flotta (raccolta dati su tutte le macchine dello stabilimento per analisi storica e identificazione di derive); bilanciamento dinamico di rotori (in collaborazione con bilanciatrici); controlli di sicurezza di gru, ascensori, attrezzature industriali; verifica di smorzatori e isolatori antivibranti; analisi di vibrazione strutturale di edifici, ponti, infrastrutture.
Norme di riferimento
Le norme principali sono: ISO 10816 (Mechanical vibration – Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts, parti 1-7 specifiche per tipologie di macchina); ISO 7919 (vibrazione di alberi rotanti); ISO 13373 (manutenzione condition-based con analisi vibrazionale); ISO 18434 (termografia per manutenzione); ISO 1940-1 (qualità di bilanciamento di rotori rigidi). La taratura periodica degli accelerometri si esegue con shaker calibrati ISO 17025, con frequenza tipica annuale.
Criteri di scelta
La selezione del vibrometro dipende da: applicazione (controllo periodico semplice → modelli con singolo asse e display delle grandezze base; diagnostica avanzata → modelli con FFT integrato e analisi spettrale); range di frequenza richiesto (varia in funzione del tipo di macchina); sensibilità del sensore (alta sensibilità per bassi livelli su macchine grandi); funzioni di datalogging e archivio per analisi storica; integrazione con software PC per analisi avanzata e gestione di flotte; conformità alle norme ISO applicabili.