Razumijevanje signala tahometra
U Analiza vibracija, a tahometar je senzor koji proizvodi vremenski impuls sinhroniziran s rotacijom osovine. Obavlja dva posla istovremeno: mjeri brzinu vrtnje (RPM) s viskom preciznosti, i — daleko važnije — daje analizatoru faza referencu. Bez te reference, uravnoteženje i većina naprednih dijagnostika rotora jednostavno su nemogući.
1. Definicija: Što je tahometar?
Izlaz tahometra je čist niz impulsa, najčešće jednom po okretaju impuls. Funkcionalno je identičan signalu iz Keyphasor, i dva se termina često koriste zamjenski. Svaki impuls označava trenutak t = 0 za okretaj, dajući svakom uzorku vibracija poznatu kutnu poziciju na osovini. Ta jedina činjenica — znati Gdje gdje je osovina u svakom trenutku — je ono što surovi trag vibracija pretvara u upotrebljive dijagnostičke informacije.
2. Kako radi tahometar
Postav tahometra za rad s vibracijama ima dva dijela:
- Cilj na osovini — značajka koju senzor detektira jednom po okretaju: pruga reflektivne trake, glava vijka, utor za ključ, zareza ili postojeći zub zupčanika.
- Stacionarni senzor usmjeren na cilj. Česti tipovi su:
- Fotoelektrični / laserski tahometri — emitiraju svjetlosnu zraku i detektiraju refleksiju s reflektirajuće trake, generirajući puls svaki put kada traka prođe. Ovo je standardni odabir za prijenosne terensko balansiranje jer ne zahtijevaju pripremu osovine osim pruge trake.
- Senzori blizine (vrtložne struje) — detektiraju žljeb ili zarub bez kontakta; klasični stalno instalirani Keyphasor.
- Hall-efektni senzori — osjetljivi na mali magnet učvršćen na osovini.
Bez obzira na senzor, njegov niz impulsa se dovodi u analizator zajedno sa akcelerometar signalima, vezujući podatke o vibraciji na kut osovine.
3. Dvije uloge tahometarskog signala
Mjerenje brzine
Mjerenjem vremenskog intervala između impulsa, analizator izvodi trenutnu, visoko preciznu brzinu okretanja. To je mnogo preciznije od ručnog tahometra sa dodirom i neophodno je za usklađivanje frekvencija vibracije s posebnim komponentama stroja — na primjer, odvajanje harmonike brzine vrtnje iz frekvencije kvarova ležajeva.
Referenca faze
Ovo je kritična uloga. Analizator mjeri kašnjenje između tahometarskog impulsa i vrha komponente vibracije — na primjer 1× neravnoteža odziv — i pretvara to kašnjenje u fazni kut. Izmjerena faza je faza odziva u odnosu na impuls tahometra, a ne sam kut teške točke — odziv zaostaje za teškom točkom za iznos koji ovisi o tome koliko je radna brzina blizu rezonanciji (blizu 0° znatno ispod nje, 90° na njoj, blizu 180° iznad nje), plus kašnjenja instrumentacije — pa se položaj korekcijska težina izračunava se metodom koeficijenata utjecaja (metodom probnog utega), a ne očitava se izravno iz faze. Faza također čini osnovu za:
- Balansiranje na terenu — nemoguće bez reference faze; analizator koristi amplitudu i fazu prije i nakon pokusne težine za izračunavanje korekcije.
- Analiza redova — normaliziranje frekvencijske osi na višekratnike (redove) brzine vrtnje, ključno na strojevima s promjenjivom brzinom.
- Napredni grafikoni — Bode, Najkvist i orbita svi dijagrami zahtijevaju faznu oznaku tahometra.
4. Tahometar u praktičnom balansiranju na terenu
Na prijenosnom instrumentu tahometar nije opcionalni dodatak — to je komponenta koja omogućuje jednoplansko i dvoplansko balansiranje na licu mjesta. Balanset-1A isporučuje se s optičkim laserskim tahometrom koji se aktivira pomoću malog komada reflektirajuće trake na vratilu, radi na udaljenosti od 50–500 mm i u cijelom rasponu od 250–90.000 o/min. Njegov impuls jednom po okretaju daje referencu faze koju softver treba za izračun mase i kuta svakog utega za balansiranje te za provjeru preostala neravnoteža nakon korekcije. Zapravo, skromni impuls tahometra čini vremensku okosnicu cijelog procesa balansiranja.
5. Uobičajene zamke
- Dvostruko okidanje: sjajno vratilo ili drugo reflektirajuće obilježje mogu izazvati dodatne impulse, udvostručujući prikazani broj okretaja. Mat traka i pažljivo usmjeravanje to sprječavaju.
- Slabi ili propušteni impulsi: prljava traka, prevelika udaljenost ili loš kut ciljanja uzrokuju prekide koji kvare fazu. Čista traka s ravno odrezanim rubovima i pravilna udaljenost rješavaju većinu problema.
- Ambijentalno svjetlo: izravna sunčeva svjetlost na senzoru može zasititi laserski tahometar; zasjenjivanje cilja vraća pouzdan impuls.
