فهم إشارة عداد السرعة
في تحليل الاهتزازات, a عداد سرعة الدوران هو مستشعر يُصدر نبضة توقيتية متزامنة مع دوران العمود. ويؤدي وظيفتين في آن واحد: فهو يقيس سرعة الدوران (دورة في الدقيقة) بدقة عالية، والأهم من ذلك بكثير أنه يزود جهاز التحليل بـ مرحلة المرجع. فبدون هذا المرجع، يصبح إجراء عمليات الموازنة وتشخيص أعطال الدوار الأكثر تعقيدًا أمرًا مستحيلًا بكل بساطة.
1. التعريف: ما هو مقياس سرعة الدوران؟
يكون خرج عداد الدورات سلسلة نبضات واضحة، وغالبًا ما تكون مرة واحدة في كل دورة نبضة. ومن الناحية الوظيفية، فهي مطابقة للإشارة الصادرة عن مرجع الطور، وكثيرًا ما يُستخدم المصطلحان بالتبادل. وتشير كل نبضة إلى اللحظة t = 0 لكل دورة، مما يمنح كل عينة اهتزازية موضعًا زاويًّا معروفًا على العمود. هذه الحقيقة البسيطة — معرفة أين ما يحدث للعمود في كل لحظة — هو ما يحول أثر الاهتزاز الأولي إلى معلومات تشخيصية قابلة للتطبيق.
2. كيف يعمل عداد الدورات
يتكون جهاز قياس سرعة الدوران المستخدم في أعمال الاهتزاز من جزأين:
- علامة على العمود — وهي ميزة يكتشفها المستشعر مرة واحدة في كل دورة: شريط من الشريط العاكس، أو رأس مسمار، أو فتحة مفتاح، أو شق، أو سن تروس موجود.
- جهاز استشعار ثابت موجهة نحو الهدف. ومن الأنواع الشائعة:
- أجهزة قياس السرعة الكهروضوئية / الليزرية — تُصدر شعاعًا ضوئيًا وتستشعر الانعكاس الصادر عن الشريط العاكس، حيث تُرسل نبضة كلما مر الشريط. وتُعد هذه الأجهزة الخيار القياسي للأجهزة المحمولة الموازنة في الموقع لأنها لا تتطلب أي تحضير للعمود سوى شريط لاصق.
- مجسات القرب (التيار الدوامي) — الكشف عن فتحة المفتاح أو الشق دون ملامسة؛ جهاز Keyphasor الكلاسيكي المثبت بشكل دائم.
- مستشعرات تأثير هول — استشعار مغناطيس صغير مثبت على العمود.
بغض النظر عن نوع المستشعر، يتم تغذية سلسلة نبضاته إلى جهاز التحليل جنبًا إلى جنب مع مقياس التسارع الإشارات، مع ربط بيانات الاهتزاز بزاوية العمود.
3. الدورانان لإشارة عداد السرعة
قياس السرعة
من خلال قياس الفاصل الزمني بين النبضات، يستخلص جهاز التحليل عدد الدورات في الدقيقة (RPM) بشكل فوري وبدقة عالية. ويعد هذا القياس أكثر دقة بكثير من عداد الدورات اليدوي الذي يعمل باللمس، وهو أمر ضروري لمطابقة ترددات الاهتزاز مع مكونات معينة في الماكينة — على سبيل المثال، الفصل التوافقيات المتعلقة بسرعة الجري من ترددات أعطال المحامل.
مرجع الطور
هذا هو الدور الأساسي. يقيس جهاز التحليل الفارق الزمني بين نبضة عداد السرعة وقمة أحد مكونات الاهتزاز — على سبيل المثال 1× عدم الاتزان الاستجابة — ويحوّل ذلك التأخير إلى زاوية طور. الطور المقاس هو طور الاستجابة بالنسبة إلى نبضة التاكومتر، وليس زاوية موضع الثقل نفسه — إذ تتأخر الاستجابة عن الموضع الثقيل بمقدار يعتمد على مدى قرب سرعة التشغيل من الرنين (نحو 0° عندما تكون أدنى منه بكثير، و90° عنده، ونحو 180° فوقه)، إضافةً إلى تأخيرات أجهزة القياس — لذلك فإن موقع وزن التصحيح يُحسب باستخدام طريقة معامل التأثير (الوزن التجريبي) بدلًا من قراءته مباشرة من الطور. كما يستند الطور أيضًا إلى:
- الموازنة الميدانية — وهو أمر مستحيل دون وجود مرجع للطور؛ حيث يستخدم جهاز التحليل قيم السعة والطور قبل وبعد وزن الاختبار لحساب التصحيح.
- تحليل الرتب — توحيد محور التردد بحيث يكون مضاعفات (درجات) لسرعة التشغيل، وهو أمر ضروري في الآلات ذات السرعة المتغيرة.
- Advanced plots — بودي, نايكويست و مدار تتطلب جميع الرسوم البيانية إشارة طور من عداد الدورات.
4. عداد الدورات في عملية موازنة العجلات الميدانية
في الأجهزة المحمولة، لا يُعد مقياس السرعة ميزة اختيارية — بل هو المكون الذي يجعل من الممكن إجراء عملية الموازنة أحادية وثنائية المستوى في الموقع. Balanset-1A يأتي مزودًا بمقياس سرعة ليزري يعمل بالضوء، حيث يستجيب لقطعة صغيرة من الشريط العاكس المثبتة على العمود، ويعمل على مسافة تتراوح بين 50 و500 ملم وعبر النطاق الكامل للسرعة الذي يتراوح بين 250 و90,000 دورة في الدقيقة. وتوفر نبضته التي تحدث مرة واحدة في كل دورة مرجع الطور الذي يحتاجه البرنامج لحساب كتلة وزاوية كل ثقل موازنة، وللتحقق من عدم الاتزان المتبقي بعد التصحيح. وفي الواقع، فإن نبضة عداد الدورات المتواضعة هي العمود الفقري للتوقيت في عملية الموازنة بأكملها.
5. الأخطاء الشائعة
- التشغيل المزدوج: يمكن أن يؤدي وجود عمود لامع أو عنصر عاكس آخر إلى إطلاق نبضات إضافية، مما يضاعف عدد الدورات في الدقيقة المُبلغ عنه. ويمكن تجنب ذلك باستخدام شريط غير لامع والتوجيه الدقيق.
- نبضات ضعيفة أو متقطعة: قد يؤدي الشريط المتسخ أو التباعد المفرط أو زاوية التصويب الخاطئة إلى حدوث انقطاعات تفسد التزامن. ويحل استخدام هدف شريطي نظيف ومقطوع بشكل مستقيم والمسافة الصحيحة معظم هذه المشكلات.
- الضوء المحيط: قد يؤدي تعرض المستشعر لأشعة الشمس المباشرة إلى تشويش قارئ السرعة الليزري؛ أما تظليل الهدف فيعيد النبضات إلى مستواها الموثوق.
