הבנת טכומטרים אופטיים
אן מד סל"ד אופטי הוא מכשיר למדידת מהירות ללא מגע, המשתמש באור — נורית LED הנראית לעין, לייזר או אינפרא-אדום — בשילוב עם גלאי אור כדי לזהות סיבוב, בין אם על ידי זיהוי החזרים מפיר המסומן ב- סרט מחזיר אור או על ידי זיהוי הפרעה בקרן אור. הוא מבצע שתי משימות בו-זמנית: הוא מדווח על מהירות הסיבוב בסיבובים לדקה (RPM), ומספק פולס תזמון אחד לכל סיבוב המשמש כ- שָׁלָב הפניה ב ניתוח רטט, איזון שדה, ו מעקב אחר הזמנות. המונח מתייחס הן למכשירי לייזר ניידים — הסוג הנפוץ ביותר — והן לחיישנים אופטיים קבועים המותקנים סביב מקורות אור שונים. מד-מהירות אופטיים קשורים קשר הדוק ל טכומטרים לייזר, אך הקטגוריה האופטית רחבה יותר, והיא כוללת גם מקורות אור שאינם לייזר.
1. סוגי מד-מהירות אופטיים
1.1 סוג מחזיר אור (הנפוץ ביותר)
- מקור האור והגלאי נמצאים באותו מארז.
- המכשיר מזהה אור המוחזר מרצועת סרט מחזיר אור המותקנת על הפיר.
- הוא פועל בטווח של מרחקים שונים, בדרך כלל בין 50 ל-500 מ"מ.
- מד-מהירות לייזר ניידים משתמשים בשיטה זו.
- פשוט, נוח ונייד — אידיאלי לביצוע בדיקות במקום.
1.2 סוג קרן עוברת
- מקור האור והגלאי הם יחידות נפרדות הממוקמות זו מול זו.
- החפץ המסתובב חוסם את קרן האור בזמן שהוא מסתובב.
- כל להב, חישוק או אלמנט החוצה את הקרן יוצר פולס.
- כך ניתן לבצע מדידה של מספר פולסים לכל סיבוב, לפי הצורך.
- נפוץ במערכות המותקנות באופן קבוע.
1.3 סוג סיבים אופטיים
- האור מועבר ומתקבל באמצעות כבלים סיביים.
- הרכיבים האלקטרוניים ממוקמים במרחק מנקודת המדידה.
- מתאים לשימוש בחללים צפופים, בסביבות עם הפרעות אלקטרומגנטיות גבוהות או באטמוספרות נפיצות.
- קיימות גרסאות בעלות בטיחות מובנית לאזורים מסוכנים.
2. מקורות אור
בחירת מקור האור קובעת את מרחק הפעולה, גודל הנקודה ועמידות בפני אור הסביבה.
- לייזר (אדום או אינפרא-אדום): קרן קוהרנטית וממוקדת, המאפשרת מרחק עבודה גדול ונקודת אור קטנה למיקום מדויק — הביצועים הטובים ביותר והבחירה המקובלת במכשירים ניידים.
- LED (גלוי או אינפרא-אדום): אור לא מקוטב עם מרחק פעולה קצר יותר ונקודת אור גדולה יותר, אך בעלות נמוכה יותר; נפוץ בחיישנים המותקנים באופן קבוע.
- אינפרא-אדום (IR): בלתי נראה לעין, פחות מושפע מאור הסביבה, ולכן מתאים יותר לסביבות מוארות, עם היתרון הבטיחותי של היעדר קרן לייזר נראית לעין.
3. יישומים
3.1 מדידת מהירות
- בדיקות מהירות של סיבובי המנוע (RPM) במהלך סקרי ניטור מצב.
- אימות לוחית הזיהוי מהירות ריצה.
- זיהוי שינויים במהירות תחת עומס.
- Calculating תדירות החלקה במנועי אינדוקציה.
3.2 התייחסות לשלב ניתוח הרטט
זהו התפקיד שהופך את מד הסל"ד האופטי לכלי חיוני עבור מומחה לרטט. על ידי סנכרון צורת גל הרטט עם הדופק המופיע פעם אחת בכל סיבוב, המנתח ממיר את העיכוב לזווית פאזה:
- הוא מספק את האות המפעיל למדידות עם נעילת פאזה.
- חשוב מאוד ש- מְאַזֵן, שם השלב קובע את המיקום הזוויתי של כל אחד משקל תיקון.
- היא מאפשרת מעקב אחר הזמנות בציוד בעל מהירות משתנה.
- It supports עלילת בודה במהלך ההפעלה והכיבוי.
3.3 מדידות סינכרוניות
- הפעלת סטרובוסקופ וכך סימן מסתובב נראה קפוא.
- סנכרון בתחום הזמן ממוצע כדי לדחות רעש לא-סינכרוני.
- דגימה אחת לכל סיבוב לצורך עיבוד מבוסס הזמנות.
4. יתרונות
הגישה האופטית זוכה למעמדה בזכות שלוש תכונות:
- פעולה ללא מגע: שום דבר אינו נוגע בחלק המסתובב, ולכן אין חיכוך או עומס על הפיר, אין הגבלת מהירות המוטלת על ידי החיישן, ואין בלאי של אלמנט החישה.
- קלות שימוש: הדביקו רצועת נייר דבק, כוונו את המכשיר ומדדו — התוצאות מתקבלות מיד והמכשיר נייד לחלוטין.
- צדדיות: הוא מתאים כמעט לכל עצם מסתובב בטווח מהירויות רחב, עם מרחק עבודה מתכוונן, ומתאים הן לסקרים זמניים והן להתקנות קבועות.
5. התקנה וגורמים סביבתיים
להתקנה קבועה, יש להתקין את החיישן במרחק המומלץ, ליישר את הציר האופטי שלו בניצב לפיר, להדביק את סרט ההחזרה במקום נגיש, להגן על האופטיקה מפני זיהום באמצעות חלון במידת הצורך, ולאפשר כוונון המרחק והכיוון. מספר גורמים סביבתיים פוגעים בביצועים ויש להקדיש להם תשומת לב:
- תאורה סביבתית: אור שמש חזק עלול להציף את הגלאי — השתמש במקור אינפרא-אדום או חסום את המטרה.
- נְגִיעוּת: ערפל שמן ואבק על האופטיקה מחלישים את האות.
- רֶטֶט: התקן את החיישן בצורה יציבה, כך שלא ירטוט ביחס לפיר.
- טֶמפֶּרָטוּרָה: יש להקפיד על טווח הטמפרטורות המותר של החיישן, שבדרך כלל נע בין −20 ל-+60 מעלות צלזיוס.
6. שיטות מומלצות ופתרון בעיות
לקבלת קריאות אמינות במכשיר כף יד, יש להישען על משטח יציב, לכוון למרכז סרט ההחזרה, לשמור על המרחק המומלץ על ידי היצרן, להגן מפני אור חזק ולבצע מספר קריאות כדי לאמת את העקביות. כאשר הדופק משמש כנקודת ייחוס פאזית, יש להתייחס למיקום הסרט כאל סימן 0° — יש לרשום ולתעד זאת — להבטיח אות יציב ונקי, לוודא שיש דופק אחד לכל סיבוב, ולבדוק את צורת הגל באוסצילוסקופ אם משהו נראה חשוד. לתקלות הנפוצות יש פתרונות פשוטים:
- No signal: בדוק את מרחק המיקוד, נקה את האופטיקה, ודא שהמדבקה נמצאת במקומה, ובדוק את הסוללה.
- קריאה לא יציבה: לצמצם את המרחק, לשפר את איכות ההקלטה ולהגן מפני אור זר.
- פעימות מרובות (מהירות סיבוב כפולה): הסר פיסות סרט עודפות, ברק בחריץ המפתח או סימנים מחזירי אור אחרים הגורמים ליריית פולס שני בכל סיבוב.
במכונת איזון ניידת, מד הסל"ד האופטי אינו אביזר נלווה, אלא עמוד התווך של תהליך העבודה כולו. ה באלאנסט-1א, למשל, מצויד במד-מהירות לייזר אופטי המופעל על ידי פיסת סרט מחזיר אור קטנה, הפועל במרחק של 50–500 מ"מ בטווח של 250–90,000 סיבובים לדקה; הדופק שלו, המופק פעם אחת בכל סיבוב, מספק את התייחסות הפאזה הדרושה לתוכנה לחישוב כל משקולת איזון ולאימות ה- חוסר איזון שיורי לאחר מכן. מבחינה רעיונית הוא מתנהג כמו מכשיר ללא מגע חיישן פוטואלקטרי וממלא את אותה הפונקציה כמו מתקן קבוע מפתח-פאזור.
מד-מהירות אופטיים — ובפרט מד-מהירות לייזר — הפכו לכלי חיוני בניתוח רעידות ובאיזון. פעולתם ללא מגע, קלות השימוש בהם, דיוקם ותפקודם הכפול כחיישן מהירות וכנקודת ייחוס פאזית, הופכים אותם לכלי עבודה חיוני עבור מומחי רעידות, מהנדסי אמינות וטכנאי תחזוקה העובדים עם ציוד מסתובב בשטח.
