Разбиране на оптичните тахометри
Един оптичен тахометър е безконтактно устройство за измерване на скоростта, което използва светлина — видим светодиод, лазер или инфрачервена светлина — заедно с фотодетектор за отчитане на въртенето, като за целта се регистрират отраженията от вал, маркиран с светлоотразителна лента или чрез регистриране на прекъсване на светлинния лъч. Той изпълнява две функции едновременно: отчита скоростта на въртене в обороти в минута и подава синхронизиращ импулс веднъж на оборот, който се използва като фаза препратка в анализ на вибрациите, балансиране на полетои проследяване на поръчката. Терминът обхваща както преносимите лазерни устройства — най-разпространеният тип — така и стационарно монтираните оптични сензори, изградени на базата на различни източници на светлина. Оптичните тахометри са тясно свързани с лазерни тахометри, но категорията на оптичните устройства е по-широка и обхваща и източници на светлина, които не са лазерни.
1. Видове оптични тахометри
1.1 Отразяващ тип (най-разпространеният)
- Източникът на светлина и детекторът са разположени в един и същ корпус.
- Устройството засича светлината, отразена от лентата с отразяваща лента, поставена върху вала.
- Работи при различни разстояния до повърхността, обикновено между 50 и 500 мм.
- Ръчните лазерни тахометри използват този метод.
- Прост, удобен и преносим — идеален за проверки на място.
1.2 Тип „преминаващ лъч“
- Източникът на светлина и детекторът са отделни модули, разположени един срещу друг.
- Въртящият се обект прекъсва лъча, докато се върти.
- Всяко лопатко, спица или елемент, който пресича лъча, създава импулс.
- Това позволява измерване с няколко импулса на оборот, когато е необходимо.
- Често срещано при стационарните инсталации.
1.3 Тип с оптични влакна
- Светлината се предава и приема чрез оптични кабели.
- Електрониката е разположена на разстояние от мястото на измерване.
- Подходящ за използване в тесни пространства, при силни електромагнитни смущения или във взривоопасни среди.
- За опасни зони се предлагат искробезопасни версии.
2. Източници на светлина
Изборът на излъчвател определя работното разстояние, размера на светлинното петно и устойчивостта към околната светлина.
- Лазер (червен или инфрачервен): съгласуван, фокусиран лъч, осигуряващ голямо работно разстояние и малка светлинна точка за прецизно позициониране — най-добрите характеристики и обичайният избор при преносимите устройства.
- LED (видима светлина или инфрачервена светлина): некохерентно осветление с по-малко работно разстояние и по-голям светлинен лъч, но на по-ниска цена; често се използва при сензори с постоянна инсталация.
- Инфрачервен (IR): невидими за окото, по-малко чувствителни към околното осветление и следователно по-ефективни в светли помещения, като допълнително предимство е липсата на видим лазерен лъч.
3. Приложения
3.1 Измерване на скоростта
- Бързи проверки на оборотите по време на инспекции за мониторинг на състоянието.
- Проверка на табелката с техническите данни работна скорост.
- Откриване на промени в скоростта при натоварване.
- Calculating честота на приплъзване в асинхронните електродвигатели.
3.2 Референция за фазата на вибрационния анализ
Именно тази функция прави оптичния тахометър незаменим инструмент за специалистите по вибрации. Чрез синхронизиране на формата на вибрационната вълна с импулса, подаван веднъж на оборот, анализаторът преобразува закъснението във фазов ъгъл:
- Той осигурява импулс за измервания с фазова синхронизация.
- Това е от съществено значение за балансиране, където фазата определя ъгловото положение на всеки корекционно тегло.
- Това позволява проследяване на поръчките при оборудване с променлива скорост.
- It supports Диаграма на Боде при стартиране и забавяне.
3.3 Синхронни измервания
- Задействане на a стробоскоп така че въртящият се знак изглежда замръзнал.
- Синхронизиране във времевата област averaging за да се отстрани несинхронният шум.
- Вземане на проби веднъж на оборот за обработка на базата на поръчки.
4. Advantages
Оптичният подход заслужава своето място благодарение на три качества:
- Безконтактна работа: нищо не докосва въртящата се част, така че няма триене или натоварване върху вала, няма ограничение на скоростта, наложено от сензора, и няма износване на сензорния елемент.
- Лесно използване: поставете лента, насочете и измерете — резултатите са незабавни, а уредът е напълно преносим.
- Многофункционалност: Той работи с практически всеки въртящ се обект в широк диапазон от скорости, с регулируемо работно разстояние, и е подходящ както за временни измервания, така и за постоянни инсталации.
5. Монтаж и фактори на околната среда
При постоянна инсталация монтирайте сензора на препоръчаното разстояние, насочете оптичната му ос перпендикулярно на вала, поставете отразяващата лента на достъпно място, при необходимост предпазете оптиката от замърсяване с помощта на прозрачен капак и осигурете възможност за регулиране на разстоянието и насочването. Няколко фактора от околната среда влошават работата на сензора и заслужават внимание:
- Околна светлина: ярката слънчева светлина може да претовари детектора — използвайте инфрачервен източник или екранирайте обекта.
- Замърсяване: маслената мъгла и прахът върху оптиката отслабват сигнала.
- Вибрация: Закрепете сензора стабилно, така че да не вибрира спрямо вала.
- температура: спазвайте допустимия температурен диапазон на сензора, обикновено от −20 до +60 °C.
6. Най-добри практики и отстраняване на проблеми
За надеждни измервания с ръчен уред се опрете на стабилна повърхност, насочете уреда към центъра на отразяващата лента, спазвайте препоръчаното от производителя разстояние, предпазете уреда от ярка светлина и направете няколко измервания, за да потвърдите стабилността на резултатите. Когато импулсът се използва като фазова референция, приемете позицията на лентата за отметка 0° — отбележете я и я документирайте — осигурете стабилен и чист сигнал, проверете дали има само един импулс на оборот и проверете формата на вълната на осцилоскоп, ако нещо ви изглежда съмнително. Често срещаните неизправности се отстраняват лесно:
- No signal: проверете разстоянието до сензора, почистете оптиката, уверете се, че лентата е на мястото си, и проверете батерията.
- Нестабилно отчитане: намалете разстоянието, подобрете лентата и предпазете от странична светлина.
- Множество импулси (удвоена скорост): премахнете излишните парченца лента, отблясъците по канала за ключа или други отразяващи следи, които предизвикват втори импулс на всеки оборот.
При преносимия балансир оптичният тахометър не е просто допълнително оборудване, а е основният елемент за синхронизация на целия работен процес. Балансет-1а, например, се доставя с оптичен лазерен тахометър, който се задейства от малък отрязък отразяваща лента и работи при разстояние 50–500 мм в диапазон от 250 до 90 000 об./мин.; неговият импулс, генериран веднъж на оборот, осигурява фазовата референция, необходима на софтуера за изчисляване на всяко балансиращо тегло и за проверка на остатъчен дисбаланс след това. От концептуална гледна точка той функционира като безконтактен фотоелектричен сензор и изпълнява същата функция като трайно монтирания ключов фазор.
Оптичните тахометри — и по-специално лазерните модели — са се превърнали в незаменим инструмент при анализа на вибрациите и балансирането. Безконтактният им принцип на действие, лесната употреба, точността и двойната им функция — едновременно като датчици за скорост и фазови референции — ги превръщат в незаменими инструменти за специалистите по вибрации, инженерите по надеждност и техниците по поддръжка, работещи с въртящо се оборудване на място.
