Μέτρηση της σχετικής δόνησης του ρότορα με τη χρήση αισθητήρων γραμμικής μετατόπισης χωρίς επαφή.

Με το Balanset-1A μπορείτε να μετρήσετε τη σχετική δόνηση του ρότορα χρησιμοποιώντας γραμμικούς κωδικοποιητές χωρίς επαφή.

1.1 Επιλογή του τύπου και της ρύθμισης του αισθητήρα.
Ανάλογα με την εργασία, για τις μετρήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε αισθητήρες δόνησης είτε αισθητήρες μετατόπισης.
Για να επιλέξετε τον τύπο του αισθητήρα είναι απαραίτητο στον πίνακα "Sensor type" (στο κάτω μέρος του κύριου παραθύρου) να βάλετε ένα σημάδι στο πεδίο "Vibro" ή "Linear".

Σχήμα 1. Το κύριο παράθυρο εργασίας του προγράμματος Balanset.T

Πριν από την έναρξη της μέτρησης είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι οι συντελεστές μετατροπής των αισθητήρων έχουν ρυθμιστεί σωστά. Για το σκοπό αυτό πατήστε το κουμπί "F4-Settings" στο κύριο παράθυρο εργασίας του προγράμματος (βλ. Εικ. 1) και μεταβείτε στο παράθυρο ρυθμίσεων που έχει σχεδιαστεί για την εισαγωγή των συντελεστών μετατροπής (βλ. Εικ. 2).
Στο παράθυρο εργασίας που φαίνεται στο Σχ. 2, στα αντίστοιχα πεδία πρέπει να εισαχθούν οι συντελεστές μετατροπής των αισθητήρων γραμμικής και δόνησης. Οι συντελεστές αυτοί καθορίζονται στο διαβατήριο του οργάνου. Συνήθως δεν χρειάζεται να τους αλλάξετε.
Για τους αισθητήρες γραμμικής μετατόπισης που χρησιμοποιούνται στο σύνολο του οργάνου Balanset-1A, οι συντελεστές μετατροπής είναι αντίστοιχα ίσοι με:
Kprl1= 0,94 mV/μm (συντελεστής μετατροπής του αισθητήρα του 1ου καναλιού),
Kprl2 = 0,94 mV/μm (συντελεστής μετατροπής του αισθητήρα του 2ου καναλιού.
Για τη σωστή λειτουργία, ο γραμμικός κωδικοποιητής πρέπει να τοποθετηθεί σε ορισμένη απόσταση από την επιφάνεια του αντικειμένου μέτρησης. Η ονομαστική απόσταση μεταξύ της επιφάνειας και του άκρου του αισθητήρα είναι 3,5 mm. Στην περίπτωση αυτή υπάρχει σταθερή τάση 2,48 βολτ στην έξοδο του αισθητήρα. Αυτή η τάση θα εμφανίζεται στα πεδία "Channel1" και "Channel2" για το πρώτο και το δεύτερο κανάλι αντίστοιχα.
Για να το αντισταθμίσετε πρέπει να πατήσετε το κουμπί "Remove DC". Μια μικρή υπολειπόμενη αντιστάθμιση δεν θα επηρεάσει τη μέτρηση.

Σχήμα 2. Παράθυρο εργασίας για την εισαγωγή των συντελεστών μετατροπής και την επιλογή του τύπου των χρησιμοποιούμενων αισθητήρων

Προσοχή!
Οι καθορισμένες τιμές του ονομαστικού διακένου και οι συντελεστές μετατροπής των γραμμικών κωδικοποιητών δίνονται για ρότορες από χάλυβα.
Για ρότορες από άλλα μέταλλα (χαλκός, μπρούντζος, αλουμίνιο), ο ονομαστικός διάκενος και οι συντελεστές μετατροπής αισθητήρων πρέπει να προσδιορίζονται πειραματικά από τον χρήστη με τη διενέργεια βαθμονόμησης.

Για να αποθηκεύσετε τις τροποποιημένες παραμέτρους πατήστε το κουμπί "OK". Οι νέες παράμετροι θα αποθηκευτούν σε ένα αρχείο και θα χρησιμοποιηθούν για περαιτέρω μετρήσεις.

1.2 Μέτρηση της ακτινικής ολίσθησης του ρότορα.
Η ακτινική ολίσθηση του δρομέα μπορεί να μετρηθεί με ανιχνευτές μη επαφής σε δύο επίπεδα σύμφωνα με το σχήμα που παρουσιάζεται στο σχήμα 3.
Για τη μέτρηση και τη χάραξη της χρονικής συνάρτησης και του φάσματος εξάντλησης του ρότορα, εάν είναι απαραίτητο, πρέπει να πραγματοποιηθούν ορισμένες προπαρασκευαστικές εργασίες, όπως:
- επιλέξτε διαµετρικά τµήµατα του δροµέα, στα οποία θα πραγµατοποιηθούν οι µετρήσεις,
- να εγκαταστήσετε τους αισθητήρες γραμμικής μετατόπισης χωρίς επαφή 5 και 6 και τον αισθητήρα γωνίας φάσης 7 στην κλίνη της μηχανής χρησιμοποιώντας ειδικές διατάξεις (π.χ. μαγνητικά τρίποδα),
- συνδέστε τους αισθητήρες προσέγγισης της γραμμικής κίνησης στους συνδέσμους X1 και X2 και τον αισθητήρα γωνίας φάσης στον σύνδεσμο X3 της μονάδας μέτρησης,
- ορίστε ένα ονομαστικό διάκενο μέτρησης ∆ μεταξύ της επιφάνειας του ρότορα και του στοιχείου ανίχνευσης για κάθε γραμμικό κωδικοποιητή (για τον ρότορα από χάλυβα ∆ = 3,5 mm),
- τοποθετήστε στο ρότορα το ανακλαστικό σήμα που απαιτείται για την ενεργοποίηση του αισθητήρα γωνίας φάσης 7 και ελέγξτε την ενεργοποίηση του αισθητήρα,
- συνδέστε τη μονάδα μέτρησης στον υπολογιστή.

Σχήμα 3. Μέτρηση της ακτινικής ολίσθησης του δρομέα

Εάν πατήσετε το κουμπί "F8 - Διαγράμματα" στο κύριο παράθυρο εργασίας (βλέπε Σχ. 1), η οθόνη του υπολογιστή εμφανίζει το παράθυρο εργασίας "Γραφήματα" (βλέπε Σχ. 5), το οποίο έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία διαφόρων ειδών γραφικών παραστάσεων της ακτινικής εξάντλησης του ρότορα.

Σχήμα 5. Το παράθυρο εργασίας της λειτουργίας "Διαγράμματα"

Όταν πατάτε το κουμπί "Broadband vibration" (Ευρυζωνική δόνηση) σε αυτό το παράθυρο, εμφανίζεται η χρονική συνάρτηση της ακτινικής εξόλκευσης του ρότορα.
Εάν πατηθεί το κουμπί "Δόνηση συχνότητας περιστροφής", εμφανίζεται η χρονική συνάρτηση της παλινδρομικής συνιστώσας της ακτινικής διαρροής του ρότορα.
Εάν πατήσετε το κουμπί "Αρμονικές (1/rev)", στην οθόνη θα εμφανιστεί ένα γράφημα αποσύνθεσης της εξάντλησης του ρότορα σε μια σειρά αρμονικών. Η πρώτη αρμονική αντιστοιχεί στην τιμή της ταλάντωσης στην αντίστροφη συχνότητα του ρότορα (1x), η δεύτερη - στη διπλή συχνότητα (2x) κ.λπ.
Πατώντας το κουμπί "Spectrum (Hz)" η οθόνη εμφανίζει το φάσμα της ακτινικής εξάντλησης του ρότορα.
Πατώντας το κουμπί "Orbit" εμφανίζεται η γραφική παράσταση της τροχιάς του ρότορα (μετάπτωση).

1.3 Κατασκευή του γραφήματος τροχιάς του ρότορα.

Η κατασκευή του γραφήματος τροχιάς του δρομέα μπορεί να γίνει σύμφωνα με το σχήμα που παρουσιάζεται στο Σχήμα 6.

Σχήμα 6. Σχήμα μέτρησης της τροχιάς του ρότορα 1α - ρότορας (τελική όψη)- 1β - ρότορας (πλευρική όψη)- 2, 3 - αισθητήρες μη επαφής- 4 - σήμα ανάκλασης του αισθητήρα γωνίας φάσης.

Για να γίνει μια μέτρηση και να κατασκευαστεί ένα αντίστοιχο γράφημα, είναι απαραίτητο να γίνουν ορισμένες προπαρασκευαστικές εργασίες, όπως:
- εγκαθιστά τους γραμμικούς κωδικοποιητές 2 και 3 χωρίς επαφή σε ένα από τα διαμετρικά τμήματα του ρότορα υπό γωνία 90° μεταξύ τους, υπό την προϋπόθεση ότι ο άξονας μέτρησης του κωδικοποιητή 2 πρέπει να συμπίπτει με τον άξονα Χ και ο άξονας μέτρησης του κωδικοποιητή 3 πρέπει να συμπίπτει με τον άξονα Υ,
- ορίστε το ονομαστικό διάκενο μέτρησης ∆x (∆u) μεταξύ της επιφάνειας του ρότορα και του στοιχείου ανίχνευσης κάθε γραμμικού κωδικοποιητή (για χάλυβα ∆ = 3,5 mm),
- τοποθετήστε τον αισθητήρα γωνίας φάσης (δεν φαίνεται στο σχήμα) στο επίπεδο X - Z, που συμπίπτει με το επίπεδο εγκατάστασης του αισθητήρα μη επαφής 2,
- θέτει ένα ανακλαστικό σήμα 4 στο ρότορα 1 στο επίπεδο Χ - Ζ, το οποίο είναι απαραίτητο για τη λειτουργία του αισθητήρα γωνίας φάσης,
- συνδέστε τους γραμμικούς κωδικοποιητές μη επαφής 2 και 3 στους συνδετήρες X1 και X2 και τον κωδικοποιητή γωνίας φάσης στον συνδετήρα X3 της μονάδας μέτρησης,
- συνδέστε τη μονάδα μέτρησης στον υπολογιστή.
Για να ξεκινήσετε τη μέτρηση της τροχιάς του ρότορα στο κύριο παράθυρο εργασίας (βλ. Σχ. 1)
Πατήστε το κουμπί "F8 - Διαγράμματα" και μεταβείτε στο παράθυρο εργασίας "Γραφήματα" (βλ. Σχ. 5), το οποίο έχει σχεδιαστεί για τη δημιουργία διαφόρων ειδών γραφημάτων της ακτινικής εξομάλυνσης του ρότορα.
Σε αυτό το παράθυρο εργασίας πρέπει να πατήσετε το κουμπί "Orbit", οπότε εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή το παράθυρο εργασίας, στο οποίο πραγματοποιείται ο απαραίτητος κύκλος μετρήσεων (βλέπε Σχ. 7).

Σχήμα 7. Γραφική παράσταση της τροχιάς του ρότορα. Λογισμικό Balanset.

Για να συνεχίσετε την εργασία στο καθορισμένο παράθυρο εργασίας (βλέπε Σχ. 7), πρέπει να ενεργοποιήσετε την περιστροφή του ρότορα και πατώντας το κουμπί "F9 - RUN" να εκτελέσετε τη μέτρηση των στιγμιαίων τιμών της ακτινικής ολίσθησης του ρότορα Sxi και Sui για χρονικό διάστημα ίσο με μία περιστροφή του ρότορα.
Ο πίνακας των στιγμιαίων τιμών Sxi και Sui που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια της μέτρησης χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό των συντεταγμένων τροχιάς του ελεγχόμενου ρότορα, ο οποίος πραγματοποιείται από τον τύπο:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

όπου S∑i είναι η στιγμιαία τιμή της συντεταγμένης της τροχιάς του δρομέα, που υπολογίζεται για το i-οστό σημείο της γραφικής παράστασης,
Sxi - στιγμιαία τιμή της ακτινικής ολίσθησης του δρομέα, μετρούμενη με συντεταγμένες Χ με τον αισθητήρα 1 στο i-οστό σημείο,
Sxi - στιγμιαία τιμή της ακτινικής απόκλισης του δρομέα, που μετράται με συντεταγμένες Υ με τον αισθητήρα 2 στο i-οστό σημείο.