Измерване на относителните вибрации на ротора с помощта на безконтактни линейни сензори за преместване.

С Balanset-1A можете да измервате относителните вибрации на ротора с помощта на безконтактни линейни енкодери.

1.1 Избор на тип сензор и настройка.
В зависимост от задачата за измерванията могат да се използват сензори за вибрации или сензори за преместване.
За да изберете типа на сензора, е необходимо в панела "Тип на сензора" (в долната част на главния прозорец) да поставите отметка в полето "Vibro" или "Linear".

Фигура 1. Основният работен прозорец на програмата Balanset.T

Преди да започнете измерването, е необходимо да се уверите, че коефициентите на преобразуване на сензорите са правилно зададени. За тази цел натиснете бутона "F4-Settings" (Настройки) в основния работен прозорец на програмата (вж. фиг. 1) и отидете в прозореца за настройки, предназначен за въвеждане на коефициенти на преобразуване (вж. фиг. 2).
В работния прозорец, показан на фиг. 2, в съответните полета трябва да се въведат коефициентите на преобразуване на линейните и вибрационните сензори. Тези коефициенти са посочени в паспорта на уреда. Обикновено не е необходимо да ги променяте.
За линейните сензори за преместване, използвани в комплекта на уреда Balanset-1A, коефициентите на преобразуване са съответно равни на:
Kprl1= 0,94 mV/μm (коефициент на преобразуване на сензора на първия канал);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (коефициент на преобразуване на сензора на втория канал.
За да работи правилно, линейният енкодер трябва да се монтира на определено разстояние от повърхността на измервания обект. Номиналното разстояние между повърхността и края на сензора е 3,5 mm. В този случай на изхода на сензора има постоянно напрежение от 2,48 волта. Това напрежение ще бъде показано в полетата "Channel1" и "Channel2" съответно за първия и втория канал.
За да го компенсирате, трябва да натиснете бутона "Remove DC". Малкият остатъчен офсет няма да попречи на измерването.

Фигура 2. Работен прозорец за въвеждане на коефициенти на преобразуване и избор на типа на използваните сензори

Внимание!
Посочените стойности на номиналната хлабина и коефициентите на преобразуване на линейните енкодери са дадени за ротори, изработени от стомана.
За ротори, изработени от други метали (мед, бронз, алуминий), номиналната хлабина и коефициентите на преобразуване на сензорите трябва да се определят експериментално от потребителя чрез провеждане на калибриране.

За да запазите променените параметри, натиснете бутона "OK". Новите параметри ще бъдат записани във файл и ще се използват за по-нататъшни измервания.

1.2 Измерване на радиалното биене на ротора.
Радиалното биене на ротора може да се измерва с безконтактни сонди в две равнини съгласно схемата, показана на фиг. 3.
За да се измери и начертае функцията на времето и спектърът на биене на ротора, ако е необходимо, трябва да се извършат редица подготвителни операции, включително:
- Изберете диаметрални участъци от ротора, в които ще се извършват измерванията;
- да се монтират безконтактни линейни сензори за преместване 5 и 6 и сензор за фазов ъгъл 7 на леглото на машината, като се използват специални устройства (напр. магнитни стативи);
- свържете сензорите за близост на линейно движение към конекторите X1 и X2, а сензора за фазов ъгъл - към конектора X3 на измервателния модул;
- задайте номиналната измервателна междина ∆ между повърхността на ротора и сензорния елемент за всеки линеен енкодер (за ротор, изработен от стомана ∆ = 3,5 mm);
- поставете върху ротора отразяващия знак, необходим за задействане на сензора за фазов ъгъл 7, и проверете задействането на сензора;
- свържете измервателния модул към компютъра.

Фигура 3. Измерване на радиалното биене на ротора

Ако натиснете бутона "F8 - Графики" в главния работен прозорец (вж. фиг. 1), на дисплея на компютъра се показва работният прозорец "Графики" (вж. фиг. 5), предназначен за построяване на различни видове графики на радиалното биене на ротора.

Фигура 5. Работен прозорец в режим "Графики"

Когато натиснете бутона "Широколентови вибрации" в този прозорец, се показва времевата функция на радиалното биене на ротора.
Ако е натиснат бутонът "Вибрация на честотата на въртене", се показва времевата функция на реципрочната компонента на радиалното биене на ротора.
Ако натиснете бутона "Harmonics (1/rev)", на дисплея ще се покаже графика на разлагане на биенето на ротора в хармонична редица. Първата хармоника съответства на стойността на вибрациите при обратна честота на ротора (1х), втората - при двойна честота (2х) и т.н.
С натискане на бутона "Spectrum (Hz)" на дисплея се показва спектърът на радиалното биене на ротора.
С натискане на бутона "Orbit" се показва графиката на орбитата на ротора (прецесия).

1.3 Построяване на графиката на роторната орбита.

Построяването на графиката на роторната орбита може да се извърши по схемата, показана на фиг. 6.

Фигура 6. Схема на измерване на орбитата на ротора 1а - ротор (изглед откъм края); 1б - ротор (изглед отстрани); 2, 3 - безконтактни сензори; 4 - знак за отражение на сензора за фазов ъгъл.

За да се направи измерване и да се построи съответната графика, е необходимо да се извършат редица подготвителни операции, включително:
- инсталиране на безконтактните линейни енкодери 2 и 3 в една от диаметралните секции на ротора под ъгъл 90° един спрямо друг, при условие че измервателната ос на енкодер 2 трябва да съвпада с оста X, а измервателната ос на енкодер 3 трябва да съвпада с оста Y;
- задайте номиналната измервателна междина ∆x (∆u) между повърхността на ротора и сензорния елемент на всеки линеен енкодер (за стомана ∆ = 3,5 mm);
- поставете сензора за фазов ъгъл (не е показан на схемата) в равнината X - Z, съвпадаща с равнината на инсталиране на безконтактния сензор 2;
- да се постави отразяващ знак 4 върху ротора 1 в равнината X - Z, който е необходим за работата на сензора за фазов ъгъл;
- Свържете безконтактните линейни енкодери 2 и 3 към конекторите X1 и X2, а фазовия ъглов енкодер - към конектора X3 на измервателния модул;
- свържете измервателния модул към компютъра.
Започване на измерването на орбитата на ротора в основния работен прозорец (вж. фиг. 1)
Натиснете бутона "F8 - Графики" и преминете към работния прозорец "Графики" (вж. фиг. 5), който е предназначен за построяване на различни видове графики на радиалното биене на ротора.
В този работен прозорец трябва да натиснете бутона "Orbit", след което на дисплея на компютъра се появява работен прозорец, в който се извършва необходимият цикъл от измервания (вж. фиг. 7).

Фигура 7. Графика на орбитата на ротора. Софтуер Balanset.

За да продължите работата в посочения работен прозорец (вж. фиг. 7), трябва да включите въртенето на ротора и чрез натискане на бутона "F9 - RUN" да извършите измерване на моментните стойности на радиалното биене на ротора Sxi и Sui за период, равен на един оборот на ротора.
Масивът от моментни стойности Sxi и Sui, получен по време на измерването, се използва за изчисляване на координатите на орбитата на управлявания ротор, което се извършва по формулата:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

където S∑i е моментната стойност на орбиталната координата на ротора, изчислена за i-тата точка от графиката;
Sxi - моментна стойност на радиалното биене на ротора, измерена по координатата X със сензор 1 в i-та точка;
Sxi - моментна стойност на радиалното биене на ротора, измерена с координата Y с помощта на сензор 2 в i-та точка.