Ranger Pro: 16 medições, ISA100 e WirelessHART

O Ranger Pro da Bently Nevada é um sensor de vibração sem fio alimentado por bateria que reporta 16 medições por sensor: velocidade nos três eixos, aceleração nos três eixos, PeakDemod no eixo Z, temperatura e nível de bateria, somando valores globais e dados de forma de onda e espectro. Ele opera em ISA100.11a ou WirelessHART, criptografa pacotes com AES de 128 bits, tem proteção IP67 e funciona de -40 °C a +85 °C. A folha de dados informa 150 m do sensor ao ponto de acesso e 100 m de sensor para sensor, em linha de visão. A bateria D de lítio-tionilcloreto é substituível e tem classificação de até cinco anos, mas a temperatura e o intervalo de dados decidem se esse número será realmente alcançado.

Pela equipe editorial TenBN · Atualizado em 2 de novembro de 2026 · Leitura de cerca de 15 minutos

Resposta rápida

O Ranger Pro é a ferramenta certa quando uma máquina tem rolamentos, está em área classificada ou de difícil acesso e não justifica um canal de monitoramento cabeado. Ele não é um sistema de proteção de máquinas: não tem saídas de trip, não tem papel API 670 e não tem entrada keyphasor. É um sensor de monitoramento de condição que transforma uma rota portátil mensal em tendência contínua, com dados espectrais suficientes para diagnosticar um defeito de rolamento em vez de apenas detectar que a vibração aumentou.

Três detalhes da especificação de destaque merecem uma segunda leitura antes da padronização. As 16 medições são 16 produtos de dados de nove canais, não 16 pontos de medição independentes. O limite de 10 kHz na aceleração vale apenas para o eixo Z; X e Y param em 4 kHz. E 100 m é a distância de roteamento entre sensores, não a distância até o gateway, que é de 150 m em linha de visão. Essas distinções mudam a montagem, o projeto de rede e os ativos que você entrega ao sem fio.

Especificações em resumo

As 16 medições, destrinchadas

A própria página do produto da Bently Nevada informa que valores globais e dados de forma de onda e espectro podem ser coletados nos três eixos em velocidade e aceleração, além da desmodulação de pico no eixo Z, junto com temperatura e nível de bateria, e que isso “equivale a 16 medições por sensor”. A folha de dados lista nove canais. A diferença não é aritmética de marketing: cada eixo produz um valor global e um produto espectral ou de forma de onda, enquanto PeakDemod, temperatura e estado da bateria são saídas separadas.

A consequência prática é simples. Um Ranger Pro triaxial cobre uma caixa de rolamento, não três máquinas separadas. O local de montagem continua decidindo o que os dados podem diagnosticar: um sensor em uma proteção flexível ou em uma carcaça fina de ventilador reportará a ressonância da proteção, não importa quantos canais transmita. O número 16 descreve a riqueza de dados por ponto, não a cobertura por sensor.

Cobertura de frequência: onde os eixos diferem

A velocidade é uniforme nos três eixos, de 5 a 2000 Hz. A aceleração não é. O eixo Z chega a 10 kHz, enquanto X e Y param em 4 kHz. Essa assimetria é a fonte mais comum de confusão quando um Ranger Pro é comparado a um acelerômetro cabeado, e deve orientar a escolha da posição do sensor.

Para um motor horizontal, a maior energia de rolamento ou engrenamento geralmente percorre o caminho radial que o eixo Z vê quando o sensor é montado na vertical sobre a carcaça. Se o sensor for montado de lado, de modo que Z aponte na horizontal, a capacidade de 10 kHz será gasta na direção horizontal e a direção vertical ficará limitada a 4 kHz. No redutor de um ventilador de torre de resfriamento, a mesma lógica se aplica: coloque Z no caminho mais curto e rígido até o rolamento que mais preocupa.

A velocidade de 5 a 2000 Hz é a banda usada na avaliação ISO 20816-3 de máquinas industriais acima de 15 kW. Se o objetivo é uma tendência comparável a critérios de aceitação ou a uma rota portátil, o valor global de velocidade é o número a acompanhar. Se o objetivo é a detecção precoce de rolamentos, a aceleração e o PeakDemod carregam o sinal, e o limite do eixo Z se torna a restrição de projeto. Em uma máquina cabeada, o sinal de velocidade equivalente vem de um Velomitor 330500; manter as tendências sem fio e cabeadas nas mesmas unidades facilita a transição entre camadas.

PeakDemod: a medição do eixo Z que justifica seu lugar

PeakDemod é uma medição de aceleração desmodulada: a portadora de alta frequência produzida por um defeito de rolamento é extraída, e sua taxa de repetição aparece no espectro. No Ranger Pro, ela está disponível apenas no eixo Z, com Fmax de 200 a 5000 Hz e uma banda de desmodulação que começa em 500, 1000, 2000 ou 5000 Hz.

Esse único canal costuma separar um sensor sem fio de um interruptor de vibração. Um interruptor avisa que a vibração global cruzou um nível. O PeakDemod, acompanhado em tendência por meses, mostra se a condição do rolamento está se degradando enquanto a velocidade global permanece dentro da banda de aceitação. Para máquinas de baixa e média criticidade, essa é a diferença entre planejar a troca de um rolamento e reagir a um ventilador travado.

A limitação ao eixo Z é um compromisso de projeto, não um descuido. Fazer desmodulação nos três eixos aumentaria o processamento, a carga de rádio e o consumo da bateria. Se a desmodulação triaxial for obrigatória, o caminho cabeado é um acelerômetro 330400 em um monitor com desmodulação, ou um canal 3500/42M. Para tudo abaixo desse limite, um eixo Z bem orientado é um compromisso razoável.

ISA100.11a versus WirelessHART: mesmo sensor, planta diferente

O Ranger Pro é vendido nas duas famílias de protocolo. O hardware de medição é o mesmo; o part number, o ecossistema de gateways e o caminho de integração mudam. A escolha deve partir da infraestrutura sem fio e do sistema de controle existentes na planta, não da folha de dados do sensor.

Duas consequências decorrem disso. Primeiro, a opção uniaxial existe apenas na família ISA100: se um local precisa de um único eixo para reduzir custo, a decisão de protocolo já está tomada. Segundo, a capacidade do gateway não é a mesma: um Bently 70M320 suporta 50 sensores, enquanto um Emerson 1410S suporta até 200. Essa diferença importa quando um piloto cresce de dez sensores para uma unidade inteira.

As duas famílias usam pacotes criptografados com AES de 128 bits na camada de enlace. Isso protege a interface aérea; não substitui segmentação de rede, hardening do gateway ou um processo de correções. Trate a rede sem fio como uma rede de controle industrial com política de segurança própria, e não como uma extensão do Wi-Fi do escritório.

Gateways, repetidores e o teto de três saltos

Os dispositivos Ranger Pro roteiam uns pelos outros. A folha de dados limita a rede a três saltos do sensor até o gateway, o que transforma o layout físico em tarefa de projeto de primeira ordem. Um sensor na extremidade de uma longa galeria de transportador pode estar dentro do alcance de rádio do gateway e ainda falhar o limite de saltos se todos os caminhos cruzarem outros quatro dispositivos.

Os dados saem do sistema por dois caminhos. Valores globais estão disponíveis via Modbus no gateway, o que basta para uma tendência de DCS ou uma tag de historian; no lado cabeado, o caminho equivalente é o gateway de comunicação 3500/92. Formas de onda e espectros exigem Generic Client Interface para dispositivos ISA100 ou HART-IP para dispositivos WirelessHART, e chegam ao System 1 versão 20.2 ou superior. É necessária uma licença de dispositivo System 1 Ranger Pro (3071/13) para cada sensor usado com o System 1. Planeje o licenciamento e o firmware do gateway antes de energizar o primeiro sensor, porque ambos são itens de compra com prazo de entrega.

O que 100 m e 150 m significam em uma planta real

A folha de dados informa duas distâncias: 150 m do sensor ao ponto de acesso e 100 m de sensor para sensor, ambas em linha de visão. O número menor é o orçamento de roteamento. Assim que os sensores começam a retransmitir uns pelos outros, cada enlace precisa fechar em 100 m, e o caminho deve permanecer dentro de três saltos.

Linha de visão é uma condição mais rígida do que parece em uma planta. Uma parede com revestimento de aço, um rack de tubulação denso, um motor grande ou um silo cheio absorvem ou refletem energia de 2,45 GHz. O mesmo vale para um sensor montado rente a uma superfície quente com a antena voltada para o lado errado. A folha de dados observa que o alcance real depende de obstáculos, do tipo de antena do gateway e da orientação do sensor. Uma caminhada de campo com um gateway temporário custa menos do que descobrir o problema depois do comissionamento.

A coexistência é a segunda questão. A banda de 2,45 GHz é compartilhada com Wi-Fi, telefones sem fio e outros sistemas. Uma planta com forte cobertura de Wi-Fi na mesma área não é automaticamente um bom local para ISA100; as duas redes podem interferir mesmo com frequências próximas às do IEEE 802.15.4. Inclua uma verificação de espectro no levantamento e mantenha o gateway sem fio fora do segmento da rede administrativa.

A vida útil da bateria é uma decisão de configuração

A manchete é de até cinco anos. O número real depende da frequência com que o sensor reporta valores globais, da frequência com que captura espectros ou formas de onda, de quantos saltos retransmite para outros sensores e de quão quente opera. Os intervalos de valores globais vão de 10 minutos a 6 horas; os intervalos de forma de onda e espectro vão de 6 horas a 28 dias. Um sensor que reporta valor global a cada 10 minutos e espectros diariamente não chegará a cinco anos.

A temperatura é a restrição mais dura. O sensor é classificado para operar a +85 °C, mas as baterias aprovadas são reduzidas abaixo disso: a Tadiran TLH-5930 é limitada a 80 °C de ambiente, enquanto as TL-5930, SL-2780 e Xeno XL-205F são limitadas a 70 °C. A faixa de medição de temperatura vai até 120 °C, o que é útil para tendências, mas não altera o teto da bateria.

Use os modos avançados para proteger o orçamento. O Data on demand permite ao analista solicitar uma leitura em vez de esperar o próximo intervalo. O Data on vibration acquisition só dispara a coleta quando a máquina está girando, com limite entre 0 e 0,1 in/s RMS e detecção por soma vetorial XYZ ou pelo eixo Z. O Data on severity adiciona estados verde, amarelo e vermelho em níveis definidos pelo usuário entre 0,05 e 2,5 in/s RMS, além de uma faixa separada de severidade de temperatura de 0 a 125 °C. Esses modos reduzem o número de transmissões em máquinas de operação intermitente, exatamente onde as baterias sem fio costumam acabar cedo.

A bateria é uma célula D de 3,6 V de lítio-tionilcloreto substituível, com terminal de botão padrão. Os modelos aprovados são os quatro listados acima; substituir por uma célula não aprovada anula a certificação para área classificada. O sensor pode ser pedido com a bateria fornecida mas não instalada, e o kit de instalação (130M5452) inclui a ferramenta de bateria, os anéis de vedação e as chaves. A substituição é uma tarefa de campo, não um retorno à fábrica, o que é uma vantagem prática sobre sensores sem fio totalmente selados.

O envelope ambiental: IP67, Zona 0 e -40 a +85 °C

O Ranger Pro possui aprovações globais para áreas classificadas: Class I Zone 0, Class I Division 1, ATEX e IECEx ia, além de classificações para poeira em Zona 20 e Class II Division 1. Isso importa porque os ativos que mais precisam de monitoramento sem fio costumam ser justamente os que estão em áreas classificadas, onde passar eletroduto é caro ou impossível.

O pacote mecânico foi construído para o mesmo ambiente: corpo em aço inoxidável 316, tampa em PPS reforçado com fibra de vidro, vedação IP67, resistência a queda de 0,5 m sobre concreto, limite de vibração de 20 g e altitude máxima de 3000 m ao ar livre. A rosca de montagem é M6 x 1 mm, com 5 mm de profundidade, e há adaptadores de pino, suporte magnético e bases de colagem epóxi. O suporte magnético é prático para um levantamento e uma má escolha para instalação permanente em máquina de alta rotação.

Leia as aprovações como um sistema, não como um sensor. O certificado cobre o part number aprovado com uma bateria aprovada; uma célula de terceiros ou um adaptador não listado altera o conjunto. Em uma área Zona 0, isso é uma mudança de engenharia, não uma troca de consumível.

Onde o sem fio se encaixa: camadas com o hardware cabeado

Sensores sem fio não são uma versão mais barata de um rack 3500. Eles cobrem outra camada de ativos, e o programa funciona melhor quando as camadas são explícitas.

A lista de máquinas da folha de dados é explícita: agitadores, compressores de ar, moinhos de bolas, sopradores, centrífugas, ventiladores e bombas de torre de resfriamento, motores, pequenos compressores alternativos e pequenas turbinas hidráulicas e a vapor, todas com rolamentos. Para máquinas de mancais lisos, o acelerômetro sem fio vê a carcaça, mas não a dinâmica do filme de óleo que as sondas de proximidade medem. Não o use como substituto de um Velomitor CT ou de uma sonda de proximidade em uma máquina em que a vibração relativa ao eixo é a variável de proteção.

O sem fio também é uma boa opção para os auxiliares que nunca tiveram monitoramento: bombas de água de resfriamento, ventiladores de água de resfriamento fechada, compressores de ar de instrumentos e os pequenos motores que compõem os auxiliares de uma instalação de refrigeração e HVAC ou de uma fábrica de papel. A mesma lógica se aplica aos trens auxiliares em torno de uma turbina a gás ou de um conjunto de compressão de gás. Esses ativos têm pouco valor individual e, coletivamente, respondem por grande parte das paradas não planejadas.

Um plano de implantação em 90 dias

A fase de linha de base não é opcional. Um sensor sem fio instalado em uma máquina sem histórico gera um alarme no primeiro dia que ninguém consegue interpretar. Quatro a seis semanas de dados no intervalo de produção estabelecem a faixa normal de dispersão e os efeitos sazonais, o que torna um limite posterior significativo.

Erros comuns

Perguntas frequentes

Quais são as 16 medições do Ranger Pro?

A Bently Nevada conta 16 medições por sensor: velocidade em X, Y e Z; aceleração em X, Y e Z; PeakDemod no eixo Z; temperatura; e nível de bateria, com valores globais e dados de forma de onda e espectro coletados nesses canais. A folha de dados lista nove canais físicos, então o número 16 reflete tanto produtos de dados quanto eixos.

O Ranger Pro suporta ISA100.11a e WirelessHART?

Sim, mas não no mesmo equipamento. As versões ISA100.11a são 70M303 (triaxial) e 70M301 (uniaxial); a versão WirelessHART é 70M403 (somente triaxial). O protocolo é fixado no pedido e determina quais gateways e caminhos de integração estão disponíveis.

Qual é o alcance sem fio do Ranger Pro?

A folha de dados especifica 150 m do sensor ao ponto de acesso e 100 m de sensor para sensor, ambos em linha de visão. Obstáculos, tipo de antena e orientação do sensor reduzem o alcance real, e a rede é limitada a três saltos do sensor até o gateway.

Quais faixas de frequência o Ranger Pro mede?

A velocidade cobre 5 a 2000 Hz nos três eixos. A aceleração cobre 5 Hz a 10 kHz no eixo Z, mas apenas 5 Hz a 4 kHz em X e Y. O PeakDemod é exclusivo do eixo Z, com Fmax de 200 a 5000 Hz e banda de desmodulação a partir de 500, 1000, 2000 ou 5000 Hz.

Quanto dura a bateria do Ranger Pro e ela pode ser substituída?

A bateria D de 3,6 V de lítio-tionilcloreto substituível tem classificação de até cinco anos, dependendo do intervalo de dados, dos ajustes de forma de onda, da carga de roteamento e da temperatura. As células aprovadas incluem Tadiran TLH-5930, TL-5930, SL-2780 e Xeno XL-205F, com limites ambientes de 80 °C e 70 °C respectivamente.

O Ranger Pro pode ser usado em áreas classificadas?

Sim. As versões aprovadas possuem certificações Class I Zone 0, Class I Division 1, ATEX e IECEx ia, além de classificações para poeira em Zona 20 e Class II Division 1. A aprovação se aplica ao part number aprovado com uma bateria aprovada, portanto substituições alteram a certificação.

O Ranger Pro substitui um sistema de monitoramento 3500?

Não. Ele não tem saídas de trip, não tem entrada keyphasor e não exerce papel de proteção API 670. É um sensor de monitoramento de condição para máquinas com rolamentos, mais indicado para ativos de baixa e média criticidade que não justificam um canal cabeado.

Quais softwares e gateways são necessários para o Ranger Pro?

Dispositivos ISA100 usam um gateway Bently Nevada 70M320, Yokogawa ou Honeywell com Generic Client Interface para o System 1 versão 20.2 ou superior. Dispositivos WirelessHART usam um gateway Emerson 1410S, 1410 ou 1420 com HART-IP. Os valores globais também estão disponíveis via Modbus no gateway. É necessária uma licença de dispositivo System 1 por sensor.

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Fontes e método

As especificações deste artigo vêm da folha de dados Bently Nevada Ranger Pro Wireless Condition Monitoring, documento 125M5237 Rev. V, e da ficha técnica Ranger Pro GEA34045A. A afirmação das 16 medições é citada da página do produto Ranger Pro em bakerhughes.com. Quando a contagem de marketing e a lista de canais da folha de dados divergem, as duas são apresentadas e a diferença é explicada em vez de resolvida em favor do número maior.

Três limites merecem ser declarados. Primeiro, as distâncias da folha de dados são valores de linha de visão; nenhum resultado de levantamento de RF específico do local é publicado, então a cobertura real precisa ser medida. Segundo, a vida útil da bateria depende da configuração e os cinco anos são um máximo, não um valor típico. Terceiro, o limite exato de aceleração para X e Y é 4 kHz, não 10 kHz; qualquer especificação que atribua 10 kHz aos três eixos superestima a cobertura horizontal e vertical.

Documentos de referência:

• Bently Nevada Ranger Pro Wireless Condition Monitoring Folha de Dados 125M5237 Rev. V
• Ranger Pro fact sheet GEA34045A
• Baker Hughes Ranger Pro product page