Optikai fordulatszámmérők megértése
Egy optikai fordulatszámmérő egy nem-kontakt sebességmérési eszköz, amely fényt használ — egy látható LED-et, egy lézer-sugarat vagy infravörös fényt — egy fotodetektor mellett, hogy érzékeljen forgást, vagy reflektálódások érzékelésével egy olyan tengelyből, amely fel van jelölve fényvisszaverő szalag vagy egy fénysugár megszakításának érzékelésével. Egyszerre két feladatot végez: forgatási sebességet jelent RPM-ben, és egyszer fordulatonként időzítési impulzust ad, amelyet a fázis hivatkozás rezgéselemzés, helyszíni kiegyensúlyozás, és rendeléskövetésszokott megadni. Az alkalmazott kifejezés kézben tartható lézeres egységekre — a leggyakoribb típus — és állandóan telepített optikai érzékelőkre vonatkozik, amelyek különféle fényforrások köré épültek. Az optikai fordulatszám-mérők szorosan kapcsolódnak a lézeres fordulatszámmérőkmódszerhez, de az optikai kategória szélesebb körben értelmezhető, és a nem-lézeres fényforrások is beletartoznak.
1. Az optikai fordulatszám-mérő típusai
1.1 Visszaverődés típusa (Legelterjedtebb)
- A fényforrás és a detektor egyetlen házban van összefoglalva.
- Az egység a tengelyen lévő visszaverő szalagról visszaverődő fényt érzékeli.
- Széles távolságtartomány-tartományon működik, jellemzően 50–500 mm között.
- A kézben tartható lézer-fordulatszámmérők ezt a módszert használják.
- Egyszerű, kényelmes és hordozható — ideális a gyors helyszíni ellenőrzéshez.
1.2 Áteresztő (Through-Beam) típus
- A fényforrás és az érzékelő külön egységek, egymással szemben helyezkednek el.
- Az forgó tárgy az elfordulása során megszakítja a sugarat.
- Minden penge, küllő vagy jellemző, amely áthalad a sugáron, egy impulzust hoz létre.
- Ez lehetővé teszi a többimpulzusos fordulatonkénti mérést szükség esetén.
- Szokásos a tartósan telepített rendszerekben.
1.3 Száloptikai típus
- A fényt száloptikai kábeleken keresztül továbbítják és veszik.
- Az elektronika a mérésponttól távolabb helyezkedik el.
- Hasznos szűk terekben, nagy elektromágneses zavar vagy robbanásveszélyes területeken.
- Intrinsec biztonsági verzió elérhető veszélyes területekre.
2. Fényforrások
Az emitter megválasztása meghatározza a működési távolságot, a foltméretet és az ambiens fény elleni immunitást.
- Lézer (piros vagy IR): egy koherens, fókuszált nyaláb, amely hosszú működési távolságot és kis foltot biztosít a pontos pozicionáláshoz — a legjobb teljesítmény és a szokásos választás a kézben tartható egységekben.
- LED (látható vagy IR): inkoherens fény, amely rövidebb munkatávolsággal, nagyobb foltméretet, azonban alacsonyabb költséget jelent; gyakori a véglegesen beépített szenzorokban.
- Infrared (IR): a szabad szemmel láthatatlan, kevésbé érzékeny a környezeti fényre, és ezért jobb teljesítményt nyújt fényes környezetben, a látható lézersugár hiánya okozta biztonsági előnnyel.
3. Alkalmazások
3.1 Fordulatszám-mérés
- Gyors fordulatszám-ellenőrzés az állapotfigyelési felmérések során.
- A típustábla ellenőrzése üzemi fordulatszám.
- Terhelés alatti fordulatszám-ingadozás detektálása.
- Calculating csúszási frekvencia aszinkron motorokban.
3.2 Vibráció-elemzés fázisellenőrzése
Ez az a szerep, amely nélkülözhetetlen az optikai tacométert a vibráció-szakember számára. A vibráció hullámalakjának az egy fordulatonkénti impulzussal szembeni időzítésével az analizátor az időkésleltetést fázisszöggé alakítja:
- Ez biztosítja az indítást a fázisszinkronizált mérésekhez.
- Ez elengedhetetlen a kiegyensúlyozás, ahol a fázis meghatározza az egyes korrekciós súly.
- Ez lehetővé teszi a rendváltoztatás nyomon követését a változó fordulatszámú berendezéseken.
- It supports Bode-diagram indítás és lassulás során.
3.3 Szinkron mérések
- Triggering a stroboszkóp így az elforgatott jel fagyottnak tűnik.
- Az időtartomány szinkronizálása átlagolás a nem szinkron zaj elutasításához.
- Egy fordulatonkénti mintavételezés a rendalapú feldolgozáshoz.
4. Advantages
Az optikai megközelítés három tulajdonsággal szerez helyet:
- Érintésmentes üzemeltetés: semmi nem érinti az elforgatható részt, így nincs súrlódás vagy terhelés a tengelyen, a szenzor nem ír elő sebességkorlátot, és nincs kopás a szenzor elemén.
- Könnyű használat: ragasztaszalag felhelyezése, rámérés, és mérés — az eredmények azonnal rendelkezésre állnak, és az eszköz teljes mértékben hordozható.
- Sokoldalúság: szinte bármilyen forgó objektumon működik széles fordulatszám-tartományon, állítható munkatávolsággal, és alkalmas mind ideiglenes felmérésekre, mind állandó telepítésekre.
5. Telepítés és Környezeti Tényezők
Állandó telepítéshez rögzítse a szenzort az ajánlott távolságban, igazítsa a szenzor optikai tengelyét merőlegesen a tengelyre, helyezze fel a visszaverő szalagot egy hozzáférhető helyre, szükség esetén optikai ablakkal védelmezze az optikát a szennyeződés ellen, és biztosítson lehetőséget a távolság és a célzás beállítására. Számos környezeti tényező rontja a teljesítményt, és figyelmet érdemelnek:
- Környezeti fény: a fényes napsugárzás túltölthet a detektort — használjon IR-forrást vagy árnyékoljon.
- Szennyeződés: az olajsugár és a por az optikán gyengítik a jelet.
- Rezgés: rögzítse a szenzort biztonságosan, hogy ne vibráljon a tengelyhez képest.
- Hőmérséklet: maradjon a szenzor megengedett tartományán belül, jellemzően −20 és +60 °C között.
6. Ajánlott Eljárások és Hibakeresés
A megbízható kézi mérésekhez támassza stabil felületre, célozzon a visszaverő szalag közepére, tartson fenn a gyártó által javasolt távolságot, védekezzen a fényes fény ellen, és vegyen fel több mérést az egyerősség megerősítéséhez. Ha a pulse fázisreferenciként szolgál, kezelje a szalag pozícióját 0°-nak — jegyzetelje és dokumentálja — biztosítson stabil, tiszta jelet, ellenőrizze, hogy egy pulse/fordulat legyen, és ha bármi gyanúsnak tűnik, vizsgálja meg a hullámformát oszcilloszkópon. A gyakori hibák egyszerű megoldásokkal járnak:
- No signal: ellenőrizze a távolságot, tisztítsa meg az optikát, erősítse meg, hogy szalag jelen van, és ellenőrizze az akkumulátort.
- Instabil mérés: csökkentse a távolságot, javítsa a szalagot, és árnyékoljon a zavaró fény ellen.
- Többszörös pulzus (dupla fordulatszám): távolítson el extra szalagrészeket, kulcsvágy csillanásokat vagy egyéb visszaverő jeleket, amelyek egy második pulsust indítanak egy fordulat alatt.
A hordozható kiegyensúlyozó eszközön az optikai fordulatszámmérő nem tartozék, hanem az egész munkafolyamat időzítési gerincoszlopa. Az Balanset-1Apéldául egy optikai lézeres fordulatszámmérővel érkezik, amely egy kis visszaverő szalagból indul, 50–500 mm távolságban működik, 250–90 000 ford./perc tartományon; az egy/fordulat pulsusa a szoftvernek szükséges fázisreferenciát biztosítja az egyes egyensúlyozási súlyok kiszámításához és az maradék kiegyensúlyozatlanság után. Fogalmilag úgy viselkedik, mint egy nem érintkező fényérzékelő és ugyanazt a funkciót tölti be, mint a permanensen telepített kulcsfázis.
Az optikai fordulatszámmérők — különösen a lézer típusok — nélkülözhetetlenné váltak a rezgésanalízisben és a kiegyensúlyozásban. Az érintkező mentes működésük, könnyű kezelhetőség, pontosság, valamint az, hogy egyszerre működnek sebességérzékelőként és fázisviszonyításként, elengedhetetlen eszközöket jelent a rezgésspecialisták, megbízhatósági mérnökök és rotációs berendezéseken dolgozó karbantartási technikusok számára a terepen.
