Valosähköisten anturien ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on valosähköinen anturi?
Valosähköinen anturi on optinen tunnistuslaite, joka käyttää valonlähdettä (LED, laser tai infrapuna) ja valoilmaisinta tunnistaakseen esineiden tai merkkien läsnäolon, poissaolon tai sijainnin valon läpäisyn, heijastuksen tai keskeytyksen avulla. Pyörivien koneiden sovelluksissa valosähköiset anturit toimivat kierroslukumittarit akselin pyörimisnopeuden havaitsemiseksi, kerran kierrosta kohden lähetettävien ajoituspulssien aikaansaamiseksi vaihe viittaus kohdassa tasapainottaminen, ja ota käyttöön avainvaihe kriittisten koneiden suojausjärjestelmien toiminnallisuus.
Valosähköisiä antureita arvostetaan niiden kosketuksettoman toiminnan, nopean vasteajan, magneettikenttien sietokyvyn ja kyvyn havaita ei-rautapitoisia materiaaleja vuoksi, mikä tekee niistä monipuolisia työkaluja nopeuden mittaamiseen ja paikannukseen kaikentyyppisissä pyörivissä laitteissa.
Käyttötilat
1. Läp-vastaanotin (vastakkainen tila)
- Kokoonpano: Valonlähde ja vastaanotin erillisissä koteloissa vastakkain
- Havaitseminen: Esine katkaisee valonsäteen lähettimen ja vastaanottimen välillä
- Alue: Pituus (mahdollisia metrejä)
- Luotettavuus: Korkein (imeytynein likaantumiselle, kohdistusvaihteluille)
- Sovellus: Terien laskenta, kohteiden tunnistus kuljettimilla
2. Peittoheijastustila
- Kokoonpano: Lähetin ja vastaanotin samassa kotelossa, heijastin vastakkain
- Havaitseminen: Esine keskeyttää heijastuneen valon reitin
- Alue: Keskitasoinen (useita metrejä)
- Sopivuus: Yksipuolinen asennus
- Sovellus: Osien laskenta, suurempien kohteiden tunnistus
3. Hajaheijastava tila (yleisin takometriassa)
- Kokoonpano: Lähetin ja vastaanotin samassa kotelossa
- Havaitseminen: Heijastuminen suoraan kohdepinnasta
- Alue: Lyhyt (tyypillisesti 5–500 mm)
- Asetukset: Yksinkertainen osoita ja havaitse -toiminto
- Sovellus: Heijastava nauha nopeuden/vaiheen havaitsemiseksi, lasertakometrit käyttävät tätä
Sovellukset tärinänvalvonnassa
Nopeuden mittaus
- Tunnista heijastavan nauhan tai akselin ominaisuudet kerran kierrosta kohden
- Laske pulssit kierrosluvun laskemiseksi
- Jatkuva nopeuden valvonta
- Nopeuden varmennus mittausten aikana
Vaiheviite
- Kerran kierrosta kohden tapahtuva pulssi määrittää 0°:n referenssin
- Kriittinen tasapainotuslaskelmille
- Mahdollistaa vaihelukitut mittaukset
- Synkronoi tilauksen seurannan
Keyphasor-toiminto
- Pysyvästi asennettu valokenno avainanturina
- Tunnistaa akselin jäljen, uran tai ominaisuuden jokaisella kierroksella
- Tarjoaa vaiheviitteen läheisyysanturijärjestelmille
- Olennainen turbiinikoneiston valvonnassa (API 670)
Tapahtuman käynnistys
- Tiedonkeruun käynnistäminen tietyissä akselin asennoissa
- Laukaista stroboskooppi pysäytettyjen kuvien katseluun
- Synkronoi mittaukset kiertoon
Tekniset tiedot
Vastausaika
- Mikrosekunneista millisekunteiksi
- Täytyy olla riittävän nopea mitatun suurimman nopeuden saavuttamiseksi
- Esimerkki: 10 000 RPM = 167 Hz → tarve < 1 ms vasteaika puhtaalle pulssille
Tunnistusetäisyys
- Minimi- ja maksimikäyttöetäisyys
- Vaihtelee anturimallin ja kohteen heijastavuuden mukaan
- Tyypillinen: 50–300 mm hajavalotilassa
Valonlähde
- Näkyvä punainen: Helppo kohdistus, 630–670 nm
- Infrapuna: Parempi kirkkaassa ympäristössä, 850–950 nm
- Laser: Kohdennettu säde, pidempi kantama, tarkempi
Asennus
Paikannus
- Parhaan signaalin saavuttamiseksi kohtisuorassa heijastavaan pintaan nähden
- Sopiva etäisyys eritelmien mukaisesti
- Vakaa kiinnitys (tärinä voi vaikuttaa tähtäykseen)
- Suojattu mekaanisilta vaurioilta
Kohteen valmistelu
- Kiinnitä heijastinnauha sopivaan paikkaan
- Puhdista ensin akselin pinta
- Varmista yksi merkki kierrosta kohden
- Varmista, että merkki on tukevasti kiinni eikä putoa
Tasaus
- Suuntaa anturi heijastavaan merkkiin
- Varmista vakaa signaali (LED-merkkivalo)
- Lukitse asento kohdistettuna
- Testaa kiertämällä varmistaaksesi luotettavan tunnistuksen
Edut
Kosketukseton
- Ei kitkaa tai kuormitusta
- Turvallinen (ei kosketa pyöriviä osia)
- Toimii millä tahansa nopeudella
- Ei kulumista
Aineellinen riippumattomuus
- Toimii rauta- ja ei-rautapitoisilla materiaaleilla
- Toimii muovilla, komposiiteilla ja puulla
- Vaatii vain optisen kontrastin
Nopea reagointi
- Sopii suurnopeussovelluksiin
- Puhtaat digitaaliset pulssit
- Tarkka ajoitus
Rajoitukset
Ympäristöherkkyys
- Kirkas ympäristön valo voi häiritä
- Optiikassa oleva pöly ja öljysumu heikentävät suorituskykyä
- Vaatii säännöllistä puhdistusta
- Saattaa tarvita suojaavaa koteloa ankarissa olosuhteissa
Kohdistus kriittinen
- Täytyy pitää tähtäys paikallaan
- Tärinä tai painuminen voivat aiheuttaa virhekohdistuksen
- Vaatii vakaan asennuksen
Kohteesta riippuvainen
- Vaatii heijastavan merkin tai esineen
- Heijastavuuden muutokset vaikuttavat suorituskykyyn
- Teippi voi irrota
Valosähköiset anturit ovat monipuolisia optisia tunnistuslaitteita, jotka ovat välttämättömiä kosketuksettomaan nopeuden mittaukseen ja vaihereferenssiin värähtelyanalyysissä ja koneiden valvonnassa. Niiden nopea reagointikyky, materiaaliriippumattomuus ja kosketukseton toiminta tekevät niistä ihanteellisia kierroslukumittarisovelluksiin, täydentäen värähtelyantureita kattavissa kunnonvalvonta- ja tasapainotusjärjestelmissä.