Den Keyphasor verstehen
A Schlüsselphasengeber ist der Handelsname von Bently Nevada für einen Sensor, der eine einmal pro Umdrehung wiederkehrende Zeitreferenz von einer rotierenden Welle liefert. Obwohl „Keyphasor“ ein eingetragenes Warenzeichen ist, wird der Begriff branchenweit als Gattungsbezeichnung für jeden gleichwertigen Phasenreferenz-Messwandler oder Drehzahlmesser. Der Sensor ist meist ein Wirbelstromsensor Näherungssensor die auf ein einzelnes, eindeutiges Merkmal an der Welle ausgerichtet ist – eine Keilnut, eine Kerbe, eine Bohrung oder eine Abflachung. Jedes Mal, wenn dieses Merkmal an der Tastspitze vorbeiläuft, erzeugt die Ausgangsspannung einen scharfen, sich wiederholenden Impuls, der die genaue Drehposition der Welle in diesem Moment angibt.
1. Definition: Was ist ein Keyphasor?
Funktional entspricht der Keyphasor-Impuls dem Signal eines optischen Drehzahlmessers, der auf ein reflektierendes Band strahlt; der Unterschied liegt hauptsächlich in der Sensortechnologie und darin, dass ein Keyphasor mit Näherungssensor in der Regel fest an einer kritischen Maschine installiert ist. Entscheidend ist die Information, die der Impuls überträgt: Er definiert t = 0 bei jeder Umdrehung, wodurch der Analysator einen festen Winkelbezugspunkt erhält, anhand dessen jede Schwingungsmessung zeitlich zugeordnet werden kann. Dieser eine Bezugspunkt ist es, der eine rohe Schwingungskurve von einer vollständig auswertbaren Diagnoseaufzeichnung unterscheidet.
2. Warum ist ein Keyphasor-Signal unverzichtbar?
Nach dem Schwingungssignal selbst ist der Keyphasor wohl das wertvollste Signal in der fortgeschrittenen Rotordiagnostik. Er eröffnet zahlreiche Möglichkeiten, die mit Amplitudendaten allein schlichtweg nicht realisierbar sind.
Phasenmessung
Die Hauptaufgabe des Keyphasors besteht darin, die Messung von Phase — die zeitliche Beziehung zwischen dem Impuls und dem Spitzenwert von 1× (Laufgeschwindigkeit) Schwingung. Dieser Phasenwinkel gibt Aufschluss über wobei der schwere Punkt (Unwucht) sitzt auf dem Rotor und ist unverzichtbar für:
- Ausgleichen: jeder Auswuchtvorgang, an einer Maschine oder in der Feld, stützt sich auf Amplituden- und Phasendaten, um zu entscheiden, wo ein Korrekturgewicht.
- Fehlerdiagnose: Fehler wie Fehlausrichtung oder eine gebogene Welle weisen charakteristische Phasenmuster auf, die zur Bestätigung der Diagnose herangezogen werden.
Falls Sie bei der Auswertung dieser Messwerte Schwingungsvektoren manuell kombinieren oder auflösen müssen, bietet unser Schwingungsphasenwinkelrechner übernimmt die Trigonometrie.
Präzise Drehzahlmessung
Durch die Messung des Zeitabstands zwischen den Impulsen ermittelt der Analysator eine äußerst genaue Drehzahl (U/min), die von grundlegender Bedeutung ist, um Schwingungsfrequenzen mit der tatsächlichen Bewegung der Welle in Verbindung zu bringen und wellenbezogene Komponenten von allen anderen zu unterscheiden.
Auftragsanalyse
Die Verwendung des Keyphasors als Zeitreferenz ermöglicht es, Schwingungsanalysator durchführen Auftragsanalyse. Anstelle eines Spektrums mit einer Frequenzachse (Hz) zeigt der Analysator ein ordnungsbasiertes Spektrum an, wobei eine „Ordnung“ ein Vielfaches der Drehzahl ist (1×, 2×, 3× usw.). Dies ist bei Maschinen mit variabler Drehzahl von unschätzbarem Wert, da ein Ordnungspeak – beispielsweise der 1×-Unwuchtpeak – auf dem Diagramm auch bei sich ändernder Drehzahl unverändert bleibt, wodurch Trends und Muster viel leichter zu erkennen sind.
Erweiterte Diagrammerstellung
Das Keyphasor-Signal ist eine Voraussetzung für die aussagekräftigsten Diagnosediagramme in der Schwingungsanalyse:
- Bode-Diagramme: Amplitude und Phase in Abhängigkeit von der Drehzahl, zur Identifizierung kritische Geschwindigkeiten beim Hoch- und Auslauf.
- Polardiagramme: Eine weitere Darstellung der Anfahr- und Auslaufdaten, bei der die Amplitude und Phase des Schwingungsvektors als eine einzige Kurve dargestellt werden.
- Orbit-Plots: bestehend aus zwei X-Y-Näherungssensoren, wobei der Keyphasor-Impuls einen Auslöschpunkt auf der Umlaufbahn setzt, der die Richtung der Wellenpräzession anzeigt und bei der Diagnose von Problemen wie Ölwirbel oder eine Wellenriss.
3. Installation und Einrichtung
Die korrekte Installation ist entscheidend. Die Sonde muss starr montiert und auf ein einzelnes, klares und deutlich erkennbares Merkmal auf der Welle ausgerichtet sein – mehrere Merkmale oder eine reflektierende zweite Markierung führen zu einer doppelten Auslösung und einer fälschlicherweise verdoppelten Drehzahl. Der Abstand zwischen Sondenspitze und Welle muss innerhalb des linearen Bereichs liegen, und die Ausgangsspannung muss so konfiguriert sein, dass das Datenerfassungssystem bei jeder Umdrehung auf eine klare, scharfe Flanke anspricht. Ein schwacher, verrauschter oder unterbrochener Impuls verfälscht die Phase und beeinträchtigt alle nachfolgenden Berechnungen; daher ist die Überprüfung der Impulsqualität vor einem Auswuchtvorgang gut investierte Zeit.
4. Der Keyphasor in der praktischen Feldarbeit
Bei dauerhaft überwachten Turbomaschinen ist der Keyphasor ein fest installierter Näherungssensorkanal, der zusammen mit seinem Gegenstück in das Überwachungssystem eingebunden ist Wirbelstromsonden. Bei Universalmaschinen, die nicht über eine solche Instrumentierung verfügen, sorgt ein tragbares Messgerät für denselben Referenzimpuls pro Umdrehung, wobei ein optischer Drehzahlmesser durch einen Streifen reflektierenden Klebebands ausgelöst wird. Das Zweikanal- Balanset-1A Das funktioniert folgendermaßen: Der Drehzahlimpuls liefert die Phasenangabe, die die Software benötigt, um die Masse und den Winkel jedes Ausgleichsgewichts zu berechnen und die Restunwucht nach der Korrektur. Unabhängig davon, ob der Impuls von einem integrierten Keyphasor oder einem aufsteckbaren optischen Sensor stammt, bildet diese Zeitmarke das Rückgrat des gesamten Auswucht- und Diagnoseablaufs.
