Sensor de fase y marca reflectante: cómo mide la fase el equipo

Dos acelerómetros en los apoyos de rodamiento le dicen solo una cosa: cuánto vibra. No distinguen una vuelta del eje de otra, porque su señal no lleva ninguna referencia al ángulo de giro. Esa referencia la da un tercer sensor, láser, que observa una marca reflectante y entrega un impulso por vuelta. A continuación explicamos qué hace el equipo con ese impulso, dónde pegar la marca, cómo colocar el sensor y cómo comprobar en dos minutos que el conteo es correcto.

Actualizado el 27 de agosto de 2026 · por AXILINE · Vila Nova de Gaia

Qué hace el equipo con el impulso del sensor de fase

El sensor hace una cosa sencilla: cada vez que la marca reflectante pasa frente al haz, emite un impulso corto. Un impulso por vuelta. A partir del intervalo entre impulsos consecutivos, el programa calcula la frecuencia de rotación. A partir de ahí empieza aquello para lo que este sensor realmente sirve.

Conociendo el instante de llegada de cada impulso, el programa corta la señal de vibración continua en tramos de exactamente una vuelta y los suma entre sí: N vueltas seguidas, muestra a muestra. Todo lo que se repite de forma sincronizada con la rotación se acumula con esta suma. Todo lo que no está relacionado con la rotación (ruido de rodamientos, una bomba vecina, interferencia de red a 50 Hz, golpes aleatorios) se cancela en promedio. Esto es el promediado síncrono, y sin un impulso de referencia es imposible por principio: no se sabe dónde empieza el periodo.

De la curva promediada a lo largo de N vueltas, el análisis armónico extrae dos cifras por canal: la amplitud de la componente de giro 1x, es decir, la parte de la vibración a la frecuencia de rotación, la que genera el desequilibrio, y su fase. La fase (los campos F1 y F2 de la interfaz) es el retardo angular entre el impulso de la marca y el máximo de la senoide de 1x, de 0 a 360°. Balanset-1A la mide con un error de unos ±1° y trabaja en un rango de revoluciones de 100–100 000 rpm.

Desconecte el sensor de fase, y el panorama se reduce a la mitad. En el modo «Vibrómetro», el equipo seguirá mostrando el valor eficaz global de la velocidad de vibración (los campos V1s y V2s), porque para una cifra de banda ancha no hace falta un punto de referencia. Pero los campos de 1x y de fase quedarán vacíos.

Ahora, sobre el cálculo. La componente de giro es un vector: la amplitud en mm/s define su longitud, la fase define su dirección. El equipo memoriza el vector antes de la masa de prueba, lo memoriza después, y divide la diferencia entre el desequilibrio conocido de la masa de prueba. Se obtiene el coeficiente de influencia, es decir, la reacción del sistema concreto «rotor — apoyos — bancada» ante una masa en un punto conocido. A partir de él, el programa calcula la masa y el ángulo de corrección. Elimine la fase, y no habrá nada que restar: dos cifras sin dirección no forman una diferencia vectorial.

• Revoluciones. Sin la frecuencia de rotación exacta, no encontrará el 1x en el espectro y lo confundirá con la interferencia de red: en un motor a 2970 rpm, la componente de giro está a 49,5 Hz, y la red a 50 Hz.
• Amplitud de 1x. El equilibrado solo reduce esta parte de la vibración global.
• Fase de 1x. La dirección del vector, sin la cual no se puede calcular el coeficiente de influencia.
• Promediado síncrono. La supresión de todo lo que no está relacionado con la rotación, y precisamente por eso el 1x es visible incluso en una máquina ruidosa.
• Referencia de orden del espectro. El equipo marca el pico en la frecuencia de rotación por el propio dato medido, no por una suposición suya.

Existen métodos de equilibrado sin sensor de fase: la masa de prueba se va desplazando sucesivamente por posiciones marcadas y el problema se resuelve solo con amplitudes. Funcionan. Pero cada posición es un arranque aparte, y en una producción en marcha cada arranque cuesta la coordinación con el operador, la aceleración y la deceleración. El sensor de fase le devuelve esos arranques.

Marca reflectante: lugar, tamaño, preparación de la superficie

La marca es un consumible que cuesta céntimos, y de ella depende toda la medición. Los errores con ella no dan «un poco peor», sino cifras absurdas, a partir de las cuales el equipo calculará fielmente una masa incorrecta.

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   Elija un lugar que gire 1:1 con el rotor

   El eje, el cubo del rodete, el semiacoplamiento, el extremo del husillo. Condición obligatoria: ese elemento da exactamente una vuelta cuando el rotor que se está equilibrando da una vuelta. El lugar debe ser accesible para el haz con la protección cerrada y no quedar bajo la futura masa correctora.

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   Asegúrese de que hay una única marca

   Recorra el rotor y retire etiquetas antiguas, restos de cinta adhesiva, marcas claras de pintura. Compruebe las piezas brillantes: la cabeza de un tornillo, una chaveta, una tuerca cromada, una zona pulida. Cualquiera de ellas puede dar un segundo impulso por vuelta, y las revoluciones se duplicarán. En un eje fino, vigile que la cinta no se cierre formando un anillo: con un diámetro de 20 mm, la circunferencia es de solo 63 mm.

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   Elija el tamaño según la velocidad periférica

   Referencia de trabajo: 10–20 mm en la circunferencia y 8–15 mm a lo largo de la generatriz. La duración del impulso es igual a la longitud de la marca dividida por la velocidad periférica. En un eje de Ø100 mm a 1500 rpm, la velocidad es de 7,9 m/s, y una marca de 10 mm pasa en 1,3 ms. En un cubo de Ø300 mm a 3000 rpm ya son 47 m/s, y esos mismos 10 mm dan 0,2 ms. Cuanto más rápido gire el rotor, más ancha debe hacer la marca y más cerca debe colocar el sensor.

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   Desengrase y presione firmemente

   Limpie la superficie con disolvente o alcohol isopropílico, deje secar, pegue la marca y presione durante 10–20 segundos. Presione especialmente el borde delantero: es el primero en despegarse por la fuerza centrífuga y el flujo de aire. Sobre pintura desconchada y óxido, la cinta no se sujeta; limpie la franja hasta el metal.

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   Genere contraste por reflexión, no por color

   El sensor reacciona a la luz reflejada, no a la blancura. Sobre un eje pulido y brillante, la cinta casi no destaca: toda la superficie devuelve el haz. Primero oscurezca un anillo alrededor de la marca con pintura negra mate o cinta mate, y solo después pegue la banda reflectante.

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   Marque el borde con rotulador

   El sensor se activa por el flanco, es decir, por el borde de la marca. Trace una línea fina a lo largo del borde delantero y anote dónde está. Si la cinta se despega a mitad del trabajo, podrá restaurar el punto de referencia exactamente en el mismo lugar y no perderá las fases ya medidas.

Pegue, limpie y vuelva a pegar la marca únicamente con la máquina detenida y bloqueada. No hay que acercarse al rotor en rotación con la cinta en la mano bajo ninguna revolución. Y compruebe antes del arranque que la cinta no pueda salir despedida: en rotores rápidos, sujétela con una vuelta de cinta termorresistente alrededor de la circunferencia.

Rotor sucio, con aceite o caliente: qué hacer

Un eje perfectamente limpio solo aparece en las fotografías del manual. En la instalación, lo más habitual es encontrar neblina de aceite, polvo, cascarilla o una carcasa caliente. A continuación, opciones honestas para cada caso.

La tentación de resolver el problema con los ajustes del programa en lugar de con la marca es comprensible, pero así no funciona. Un promediado mayor suaviza el ruido, no recupera los impulsos perdidos. Una pérdida de conteo es la pérdida de un periodo, y ningún filtrado la compensa.

Instalación del sensor láser: distancia, ángulo, fijación

Tome la distancia a la marca de la ficha técnica de su sensor. En la óptica por cinta reflectante suele ir de unos pocos centímetros hasta medio metro, y es mejor trabajar en el centro del rango, no en su límite. En el límite, cualquier suciedad en la marca hace fallar el conteo de inmediato.

Apunte el haz casi perpendicular a la superficie, pero no exactamente: una inclinación de 5–15° elimina el reflejo especular del propio eje, que de otro modo vuelve al receptor y enmascara la marca. Compruebe que el haz incide sobre la marca, y solo sobre la marca, en todo el recorrido del rotor. El eje se desplaza en dirección axial, se dilata con el calor, y durante la deceleración puede desplazarse dentro del cojinete: lo que incidía correctamente en frío, en régimen de trabajo a veces se desplaza hasta el borde del chavetero.

La fijación es más importante de lo que parece. Coloque el soporte magnético sobre una superficie fija y rígida: la bancada, la base del apoyo de rodamiento, una placa de cimentación. No sobre la carcasa, no sobre una chapa fina de protección, no sobre una barandilla ni sobre una tubería. Un sensor que vibra desplaza el flanco del impulso de una vuelta a otra, y la fase empieza a oscilar decenas de grados con revoluciones absolutamente estables. En esa situación se busca la causa en el rotor, cuando en realidad está en el trípode.

Aparte, sobre la luz. El sol directo sobre el receptor, lámparas LED con parpadeo, soldadura cerca, un reflejo de un eje mojado y aceitoso: cualquiera de estas fuentes añade activaciones falsas. Tape el sensor con la mano o con un cartón y observe si cambian las lecturas de revoluciones. Si cambian, busque una iluminación parásita, no un defecto del rotor.

• El trípode está sobre una superficie fija y rígida, no sobre la carcasa ni sobre la protección
• Al girar lentamente a mano, el haz incide sobre la marca y solo sobre la marca
• La distancia a la marca está en el centro del rango de la ficha técnica, no en el límite
• El cable está fijado, el bucle de holgura no oscila ni roza partes en rotación
• El sol directo y las lámparas con parpadeo no inciden sobre el receptor
• En el campo de visión no hay tornillos brillantes, tuercas cromadas ni una segunda etiqueta
• El sensor está conectado a su entrada correspondiente (en Balanset-1A es X3), los acelerómetros a X1 y X2

No mire directamente al haz ni lo dirija a los ojos de un compañero. La clase de láser de estos sensores es baja, pero conviene adquirir el hábito correcto desde el principio.

Comprobación antes del primer arranque: dos minutos que se amortizan

Esta comprobación se hace antes de la medición inicial. Cuesta dos minutos y elimina la mayoría de las historias de «el equipo muestra tonterías».

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   Gire el rotor a mano

   Observe la indicación del sensor o el impulso en la ventana del equipo. Un impulso por vuelta, ni más ni menos. Dos impulsos indican un segundo reflejo; cero impulsos indican que el haz no incide sobre la marca o que la distancia está fuera de rango.

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   Ponga en marcha la máquina y observe las revoluciones

   Lea el campo de revoluciones durante varios segundos seguidos. Un valor estable con una dispersión de un par de rpm es normal. Saltos exactamente al doble hacia arriba indican un reflejo adicional; a la mitad hacia abajo, un impulso perdido. Una deriva de decenas de rpm ya no es el sensor, sino el accionamiento: la correa patina, el motor no tira, la consigna del variador fluctúa.

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   Contraste las revoluciones con el accionamiento

   Un motor asíncrono de dos polos a 50 Hz da bajo carga unas 2900–2970 rpm; uno de cuatro polos, unas 1450–1480. A través de una transmisión por correa, calcule por los diámetros: n2 = n1 · D1 / D2. Tome la placa de características como referencia, no como dato exacto: indica el valor nominal, no el régimen actual.

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   Contraste las revoluciones con el espectro

   El pico de la componente de giro debe estar en la frecuencia N/60 Hz. Para 1478 rpm son 24,6 Hz. Si el pico más destacado no está ahí, o está mirando en el lugar equivocado, o la marca está en el elemento equivocado.

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   Observe la señal temporal junto con los impulsos

   En la gráfica, el periodo de la senoide de vibración debe coincidir con el intervalo entre los impulsos de la marca. Si coincide: la cadena está viva, los sensores y la marca funcionan. Si no coincide: resuélvalo antes de equilibrar.

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   Haga tres mediciones seguidas sin cambiar nada

   Las revoluciones deben coincidir dentro de 1–2 rpm, el módulo de 1x dentro de unos pocos por ciento, la fase dentro de unos pocos grados. Una dispersión mayor indica que algo es inestable: las revoluciones, la fijación de los sensores, el trípode del tacómetro, o que está trabajando cerca de la resonancia. No se puede equilibrar con esa dispersión; el coeficiente de influencia resultará aleatorio.

Una discrepancia de más de 1–2 rpm entre la pantalla del equipo y la del propio tacómetro es un síntoma aparte. Con mayor frecuencia indica interferencias en la cadena de medición: soldadura cerca, un variador sin filtro, un cable de potencia tendido junto al de señal. Separe los cables, pase el portátil a alimentación por batería y repita la medición.

Fuentes: Manual de operación Balanset-1A · ISO 13373-3:2015

Problemas frecuentes: síntoma, causa, qué hacer

Regla general: primero consiga revoluciones estables, después una fase estable, y solo entonces tome la medición inicial. Cada paso siguiente se apoya en el anterior, y el orden inverso garantiza arranques de más.

La marca fija el cero de la fase, pero no el cero del ángulo de corrección

Aquí es donde surge la confusión con más frecuencia, y resulta cara. La marca reflectante fija el punto de referencia para medir la fase. El lugar de la masa de prueba fija el cero desde el que se mide el ángulo de colocación de la masa correctora. Son dos puntos cero distintos, y no tienen por qué coincidir.

De aquí se deriva una conclusión práctica: si el equipo muestra F1 = 47°, eso no significa que el punto pesado esté a 47° de la marca. La lectura de fase depende de dónde está el acelerómetro y hacia dónde mira, de qué flanco activa el tacómetro, de la rigidez de los apoyos y de la cercanía a la resonancia. La misma masa excedente en dos máquinas parecidas dará grados distintos.

Lo que realmente importa en la marca es su estabilidad. Mientras el punto de referencia no se mueva, todas las fases son comparables entre sí, y la diferencia de vectores «antes y después de la masa de prueba» tiene sentido. Desplace la marca entre el arranque inicial y el de prueba, y todas las fases se desplazarán en una cantidad constante, y el coeficiente de influencia resultará incorrecto. Es prácticamente imposible detectarlo por las cifras: parecen normales.

Por eso la marca se pega una sola vez, antes de la medición inicial, y no se toca hasta el final del trabajo. Si aun así se despega, restáurela siguiendo la línea que marcó con rotulador a lo largo del borde delantero. Si no consigue restaurarla y la corrección aún no está calculada, repita desde cero la medición inicial y los arranques de prueba.

Y un truco que le ahorra la siguiente visita. Coloque la masa de prueba en la misma posición angular en la que está pegada la marca. Así el cero de referencia del ángulo coincide con la marca, siempre es visible, y los coeficientes de influencia guardados se pueden reutilizar al cabo de un año. Más detalles en los artículos sobre la medición del ángulo de colocación de la masa y sobre el equilibrado trim.

No compare fases tomadas en visitas distintas si la marca o los sensores estaban colocados de otra manera. Formalmente, los grados solo se pueden comparar con la misma instalación: el mismo lugar de los acelerómetros, la misma dirección de medición, la misma posición angular de la marca, las mismas revoluciones.

Alternativas al sensor láser: codificador, chaveta, diente

La óptica por marca reflectante es la forma más rápida de obtener un impulso de referencia, pero no la única. Cuando la cinta no se sujeta o el eje no es visible, funcionan otras opciones.

En Balanset-1A, la entrada X3 espera el impulso de su propio sensor láser de fase, así que acuerde de antemano cualquier sustitución: el nivel, la polaridad, la duración del impulso y la alimentación deben ser compatibles. En la variante Balanset-1A OEM, que se integra en máquinas y bancos de pruebas, el sensor de fase suele convertirse en un elemento de serie de la construcción: soporte, marca en el husillo o en el eje motriz, distancia fija. Estos conjuntos se preparan a medida de cada mecánica concreta.

Si es más sencillo que vengamos con el equipo

El sensor de fase es el elemento en el que los errores no parecen errores. El equipo no le va a decir «la marca se ha ensuciado»: calculará la masa cuidadosamente a partir de una fase incorrecta, y usted solo verá el resultado en el arranque de control. En un ventilador de fácil acceso, eso significa un arranque de más y media hora perdida. En un equipo que se detiene según el programa una vez por trimestre, en altura o en una línea caliente, normalmente no hay segunda oportunidad.

Los ingenieros de AXILINE desarrollan y fabrican los equipos Balanset y los usan ellos mismos para equilibrar en las visitas. Llegamos a la máquina, colocamos los acelerómetros en los apoyos de rodamiento y el sensor láser con la marca reflectante. Primero comprobamos el conteo de impulsos y la estabilidad de las revoluciones, después vemos si la vibración realmente la produce el desequilibrio y no una desalineación, una fijación aflojada o una resonancia. Solo después equilibramos el rotor en sus propios apoyos: en uno o dos planos, con masas o por taladrado, por ángulo o por posiciones fijas. Entregamos el resultado en un protocolo con la componente de giro inicial y residual, indicando dónde y cuánta masa se ha colocado.

Si equilibra usted mismo, el soporte de asesoramiento sobre el equipo viene incluido con Balanset-1A, incluido el análisis de casos como estos: dónde tomar el punto de referencia en su máquina, con qué sustituir la cinta en un eje caliente, cómo comprobar el conteo. En cuanto al resultado: el orden de magnitud típico para un ventilador con un pico de 1x dominante es una reducción de unos 12 mm/s a aproximadamente 1,5–2 mm/s. Nadie promete esto de antemano, porque el resultado depende del estado de los apoyos y de la fijación, y de si el desequilibrio es la única causa de la vibración. Evalúe la máquina en su conjunto por la vibración global en mm/s RMS según la parte aplicable de ISO 20816, y la tolerancia sobre el desequilibrio residual por los grados G de la parte aplicable de ISO 21940.

Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A · Manual de operación Balanset-1A · ISO 20816-1:2016 · ISO 21940-11:2016

Preguntas frecuentes

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