Mesure de la vibration relative du rotor à l'aide de capteurs de déplacement linéaire sans contact.

Le Balanset-1A permet de mesurer la vibration relative du rotor à l'aide de codeurs linéaires sans contact.

1.1 Sélection du type de capteur et réglage.
En fonction de la tâche, des capteurs de vibration ou de déplacement peuvent être utilisés pour les mesures.
Pour sélectionner le type de capteur, il est nécessaire de cocher le champ "Vibro" ou "Linear" dans le panneau "Sensor type" (en bas de la fenêtre principale).

Fig. 1. La fenêtre de travail principale du programme Balanset.

Avant de commencer la mesure, il est nécessaire de s'assurer que les coefficients de conversion des capteurs sont correctement réglés. Pour ce faire, appuyez sur le bouton "F4-Réglages" dans la fenêtre de travail principale du programme (voir Fig. 1) et accédez à la fenêtre de réglages conçue pour la saisie des coefficients de conversion (voir Fig. 2).
Dans la fenêtre de travail illustrée à la figure 2, les coefficients de conversion des capteurs linéaires et de vibration doivent être saisis dans les champs correspondants. Ces coefficients sont spécifiés dans le passeport de l'instrument. En général, il n'est pas nécessaire de les modifier.
Pour les capteurs de déplacement linéaire utilisés dans l'ensemble de l'instrument Balanset-1A, les coefficients de conversion sont respectivement égaux à :
Kprl1= 0,94 mV/μm (coefficient de conversion du capteur du 1er canal) ;
Kprl2 = 0,94 mV/μm (coefficient de conversion du capteur du 2ème canal.
Pour fonctionner correctement, le système de mesure linéaire doit être installé à une certaine distance de la surface de l'objet à mesurer. L'écart nominal entre la surface et l'extrémité du capteur est de 3,5 mm. Dans ce cas, une tension constante de 2,48 volts est appliquée à la sortie du capteur. Cette tension sera affichée dans les champs "Channel1" et "Channel2" pour le premier et le deuxième canal respectivement.
Pour le compenser, vous devez appuyer sur le bouton "Remove DC". Un petit décalage résiduel ne perturbera pas la mesure.

Fig. 2. Fenêtre de travail pour la saisie des coefficients de conversion et la sélection du type de capteurs utilisés

Attention !
Les valeurs spécifiées pour le jeu nominal et les facteurs de conversion des systèmes de mesure linéaire sont données pour des rotors en acier.
Pour les rotors faits d'autres métaux (cuivre, bronze, aluminium), le jeu nominal et les coefficients de conversion des capteurs doivent être déterminés expérimentalement par l'utilisateur en procédant à un étalonnage.

Pour enregistrer les paramètres modifiés, appuyez sur le bouton "OK". Les nouveaux paramètres seront enregistrés dans un fichier et utilisés pour d'autres mesures.

1.2 Mesure du battement radial du rotor.
Le battement radial du rotor peut être mesuré à l'aide de sondes sans contact dans deux plans, selon le schéma illustré à la figure 3.
Afin de mesurer et de tracer la fonction temporelle et le spectre de fonctionnement du rotor, si nécessaire, un certain nombre d'opérations préparatoires doivent être effectuées, notamment :
- sélectionner les sections diamétrales du rotor dans lesquelles les mesures seront effectuées ;
- installer les capteurs de déplacement linéaire sans contact 5 et 6 et le capteur d'angle de phase 7 sur le banc de la machine à l'aide de dispositifs spéciaux (par exemple, des trépieds magnétiques) ;
- connecter les capteurs de proximité du mouvement linéaire aux connecteurs X1 et X2, et le capteur d'angle de phase au connecteur X3 de l'unité de mesure ;
- définir pour chaque système de mesure linéaire une distance de mesure nominale ∆ entre la surface du rotor et l'élément sensible (pour le rotor en acier, ∆ = 3,5 mm) ;
- placer sur le rotor la marque réfléchissante nécessaire au déclenchement du capteur d'angle de phase 7 et vérifier le déclenchement du capteur ;
- connecter l'unité de mesure à l'ordinateur.

Fig. 3. Mesure du battement radial du rotor

Si vous appuyez sur le bouton "F8 - Graphiques" dans la fenêtre de travail principale (voir Fig. 1), l'écran de l'ordinateur affiche la fenêtre de travail "Graphiques" (voir Fig. 5), conçue pour construire différents types de graphiques du battement radial du rotor.

Fig. 5. La fenêtre de travail du mode "Graphiques".

Lorsque vous appuyez sur le bouton "Broadband vibration" dans cette fenêtre, la fonction temporelle du faux-rond du rotor est affichée.
Si l'on appuie sur le bouton "Vibration de la fréquence de rotation", la fonction temporelle de la composante réciproque du battement radial du rotor est affichée.
Si vous appuyez sur le bouton "Harmoniques (1/rév)", l'écran affichera un graphique de décomposition du faux-rond du rotor en une série d'harmoniques. La première harmonique correspond à la valeur de la vibration à la fréquence inverse du rotor (1x), la deuxième - à la fréquence double (2x), etc.
En appuyant sur le bouton "Spectre (Hz)", l'écran affiche le spectre de la déviation radiale du rotor.
En appuyant sur le bouton "Orbite", le graphique de l'orbite du rotor (précession) est affiché.

1.3 Construction du graphe de l'orbite du rotor.

La construction du graphique de l'orbite du rotor peut être réalisée selon le schéma présenté à la figure 6.

Fig. 6. Schéma de la mesure de l'orbite du rotor 1a - rotor (vue d'extrémité) ; 1b - rotor (vue de côté) ; 2, 3 - capteurs sans contact ; 4 - marque de réflexion du capteur d'angle de phase.

Pour effectuer une mesure et construire un graphique correspondant, il est nécessaire d'effectuer un certain nombre d'opérations préparatoires, notamment :
- installer les systèmes de mesure linéaire sans contact 2 et 3 dans l'une des sections diamétrales du rotor, à un angle de 90° l'un par rapport à l'autre, étant entendu que l'axe de mesure du système de mesure 2 doit coïncider avec l'axe X et que l'axe de mesure du système de mesure 3 doit coïncider avec l'axe Y ;
- régler la distance de mesure nominale ∆x (∆u) entre la surface du rotor et l'élément sensible de chaque système de mesure linéaire (pour l'acier ∆ = 3,5 mm) ;
- placer le capteur d'angle de phase (non représenté sur le schéma) dans le plan X - Z, coïncidant avec le plan d'installation du capteur sans contact 2 ;
- placer un repère réfléchissant 4 sur le rotor 1 dans le plan X - Z, ce qui est nécessaire pour le fonctionnement du capteur d'angle de phase ;
- raccorder les systèmes de mesure linéaire sans contact 2 et 3 aux connecteurs X1 et X2, et le système de mesure de l'angle de phase au connecteur X3 de l'unité de mesure ;
- connecter l'unité de mesure à l'ordinateur.
Pour commencer à mesurer l'orbite du rotor dans la fenêtre de travail principale (voir Fig. 1)
Appuyez sur le bouton "F8 - Charts" et accédez à la fenêtre de travail "Graphs" (voir Fig. 5), qui est conçue pour construire différents types de graphiques du battement radial du rotor.
Dans cette fenêtre de travail, vous devez appuyer sur le bouton "Orbite", après quoi la fenêtre de travail apparaît sur l'écran de l'ordinateur, dans laquelle le cycle de mesures nécessaire est effectué (voir Fig. 7).

Fig.7. Graphique de l'orbite du rotor. Logiciel Balanset.

Pour continuer le travail dans la fenêtre de travail spécifiée (voir Fig. 7), il faut mettre en marche la rotation du rotor et, en appuyant sur le bouton "F9 - RUN", effectuer la mesure des valeurs instantanées du faux-rond du rotor Sxi et Sui pendant une période égale à un tour du rotor.
Le tableau des valeurs instantanées Sxi et Sui obtenues pendant la mesure est utilisé pour calculer les coordonnées de l'orbite du rotor contrôlé, ce qui est réalisé par la formule :

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

où S∑i est la valeur instantanée de la coordonnée de l'orbite du rotor, calculée pour le i-ème point du graphique ;
Sxi - valeur instantanée de la déviation radiale du rotor, mesurée par la coordonnée X avec le capteur 1 au point i ;
Sxi - valeur instantanée du faux-rond du rotor, mesurée par la coordonnée Y avec le capteur 2 au point i.