Ֆոտոէլեկտրական զոնդերի հասկացումը
A ֆոտոէլեկտրական սենսոր օպտիկական հայտնաբերման սարք է, որը լույսի աղբյուրը՝ LED, լազեր կամ ինֆրակարմիր ճառագայթիչը, զուգակցում է ֆոտոընկալիչի հետ՝ առարկայի կամ նշանի առկայությունը, բացակայությունը կամ դիրքը հայտնաբերելու համար՝ լույսի փոխանցման, անդրադարձման կամ ընդհատման միջոցով։ Պտտվող մեքենաների աշխատանքում այս սենսորները ամենից հաճախ գործում են որպես տախոմետրեր. Նրանք հայտնաբերում են լիսեռի առանձնահատկությունը մեկ պտույտում՝ արագությունը չափելու համար, ապահովում են մեկ պտույտում ժամանակի իմպուլսը, որը տալիս է փուլ հղում բալանսավորում, և ապահովում Keyphasor ֆունկցիոնալություն կարևոր մեքենաների պաշտպանական համակարգերի համար։
Նրանց գրավչությունը կայանում է անմիջական շփումից զերծ աշխատանքում, շատ արագ պատասխանում, մագնիսական դաշտերի նկատմամբ անզգայունության և ոչ երկաթային նյութերը հայտնաբերելու ունակության մեջ։ Այդ համադրությունը դարձնում է դրանք բազմակողմանի արագության և դիրքի չափման գործիքներ գրեթե ցանկացած տեսակի պտտվող սարքավորումների համար և օպտիկական տախոմետրերի և լազերային տախոմետրեր հիմքը, որոնք օգտագործվում են բալանսավորման շարժական սարքավորումներում։
1. Աշխատանքային ռեժիմներ
Ֆոտոէլեկտրական սենսորները ունեն երեք հայտնաբերման դասավորություն, որոնք տարբերվում են ըստ ճառագայթիչի և ընկալիչի տեղադրման և նպատակակետի ազդեցության լույսի ուղու վրա։
Միջանցիկ ճառագայթ (հակադիր ռեժիմ)
Լույսի աղբյուրը և ընկալիչը գտնվում են առանձին իրաններում, որոնք դիմաց են կանգնած միմյանց, և հայտնաբերումը տեղի է ունենում, երբ նպատակակետը ընդհատում է ճառագայթը, որը անցնում է բացատով։ Միջակայքը երկար է՝ հնարավոր են մետրեր, և հուսալիությունը ամենաբարձրն է ցանկացած ռեժիմի համեմատ, քանի որ այն ամենաքիչն է զգայուն աղտոտվածության և հավասարեցման շեղման նկատմամբ։ Տիպիկ կիրառություններն են՝ թևիկների հաշվարկը և առարկաների հայտնաբերումը տրանսպորտային ժապավեններում։
Ռետրոանդրադարձիչ ռեժիմ
Ճառագայթիչը և ընկալիչը կիսում են մեկ իրանը, իսկ դիմացը տեղադրված է անդրադարձիչը. նպատակակետը հայտնաբերվում է, երբ այն ընդհատում է անդրադարձած լույսի ուղին։ Միջակայքը միջին է (մի քանի մետր), և միակողմանի տեղադրումը հարմար է, հարմարեցված մասերի հաշվարկին և ավելի մեծ առարկաների հայտնաբերմանը։
Տարածուն անդրադարձիչ ռեժիմ՝ տախոմետրիայի համար տարածված ընտրություն
Կրկին ճառագայթիչը և ընկալիչը կիսում են իրանը, բայց այստեղ սենսորը կարդում է լույսը, որը անդրադառնում է ուղղակիորեն նպատակակետի մակերեսից։ Միջակայքը կարճ է՝ սովորաբար 5–500 մմ, և կարգավորումը պարզ ուղղելու և հայտնաբերելու գործողություն է։ Սա այն ռեժիմն է, որն օգտագործվում է անդրադարձնող ժապավեն արագության և ֆազայի չափման համար, և սկզբունքը, որի վրա աշխատում են լազերային տախոմետրերը։
2. Կիրառությունները տատանումների մոնիտորինգում
Մեքենայի մոնիտորինգի համակարգերում տատանումների վերլուծություն նույն սենսորը կատարում է մի քանի տարբեր դերեր.
- Արագության չափում. հայտնաբերելով անդրադարձնող ժապավենը կամ լիսեռի առանձնահատկությունը մեկ պտույտում և հաշվելով իմպուլսները, սարքը հաշվարկում է RPM, անընդհատ մոնիտորինգ է կատարում արագությունը և ստուգում այն չափումների ընթացքում։
- Ֆազային հղում՝ մեկ պտույտում իմպուլսը սահմանում է 0° հղման կետը, որը կրիտիկական է բալանսավորման հաշվարկների համար, թույլ տալով ֆազային ամրագրված չափումներ և համաժամացնելով կարգերի հետևում.
- Keyphasor ֆունկցիա. շտապ տեղադրված ֆոտոէլեկտրական սենսորը կարող է ծառայել որպես keyphasor, հայտնաբերելով լիսեռի նշանը, ակոսը կամ առանձնահատկությունը յուրաքանչյուր պտույտում՝ ֆազային հղում ապահովելու համար մոտեցման զոնդ համակարգերի համար՝ կարևոր տուրբոմեքենաների մոնիտորինգի համար API 670.
- Իրադարձությունների ակտիվացում. իմպուլսը կարող է ակտիվացնել տվյալների հավաքագրումը լիսեռի կոնկրետ դիրքում, կրակել ստրոբոսկոպ դադարի ռեժիմի դիտման համար, կամ այլ կերպ համաժամացնել չափումները պտույտի հետ։
3. Կարևոր բնութագրեր
Մի քանի պարամետրեր են որոշում, թե արդյոք սենսորը կաշխատի տվյալ տեղադրման դեպքում։
- Պատասխանի ժամանակ՝ միկրովայրկյաններից միլիվայրկյաններ, այն պետք է բավականաչափ արագ լինի չափվող ամենաբարձր արագության համար։ 10,000 RPM պտտաթվով լիսեռը անցնում է իր նշանի մոտով մոտավորապես 167 Hz հաճախությամբ, ուստի մաքուր իմպուլսը պահանջում է ենթամիլիվայրկյանային պատասխան։
- Հայտնաբերման հեռավորություն. յուրաքանչյուր մոդել ունի նվազագույն և առավելագույն աշխատանքային հեռավորություն, որը տարբերվում է նպատակակետի անդրադարձման հատկություններից. տարածուն ռեժիմի սենսորները սովորաբար աշխատում են 50–300 մմ հեռավորության վրա։
- Լույսի աղբյուր. տեսանելի կարմիր (630–670 նմ) հեշտ է ուղղել. ինֆրակարմիր (850–950 նմ) ավելի լավ է աշխատում լուսավոր շրջակա միջավայրում. լազերը Լազերը տալիս է սերտ կենտրոնացված ճառագայթ, ավելի երկար միջակայք և ավելի ճշգրիտ ակտիվացում։
4. Տեղադրում և կարգավորում
Հուսալի ակտիվացումը հիմնականում ուշադիր տեղադրման հարց է։ Սենսորը պետք է ուղղված լինի անդրադարձնող մակերեսին ուղղահայաց ամենաուժեղ ազդանշանի համար, տեղադրված լինի նրա բնութագրերում նշված հեռավորության վրա, ամրացված լինի այնպես, որ տատանումները չշեղեն նրա ուղղությունը, և պաշտպանված լինի մեխանիկական վնասվածքներից։ Նպատակակետը նույնքան կարևոր է. կիրառեք անդրադարձնող ժապավենը մաքրված լիսեռի մակերեսի հարմարավետ վայրում, համոզվեք, որ կա ճիշտ մեկ նշան մեկ պտույտի համար (երկրորդ անդրադարձող տարրը կարող է առաջացնել կրկնակի հաշվարկ), և համոզվեք, որ նշանը ամուր է և չի թռչի պտտաթվի դեպքում։ Վերջապես, հարմարեցրեք՝ ուղղելով նշանի վրա, դիտեք զոնդի LED ցուցիչը՝ կայուն ազդանշանի համար, ամրացրեք դիրքը և փորձարկեք ամբողջական պտույտով՝ հուսալի հայտնաբերումը հաստատելու համար՝ ընթերցումը վստահելուց առաջ։
5. Առավելություններ
Ոչ կոնտակտային օպտիկական սկզբունքը բերում է մի քանի առավելություններ.
- Մեխանիկական կոնտակտի բացակայություն. լիսեռի վրա շփում կամ բեռնվածք չկա, մաշվածք չկա, անվտանգ աշխատանք՝ պտտվող մասերից հեռու, և կիրառելի է ցանկացած պտտաթվի դեպքում։
- Նյութից անկախություն. այն աշխատում է ինչպես երկաթ պարունակող, այնպես էլ ոչ երկաթ պարունակող մետաղների վրա, ինչպես նաև պլաստմասսայի, կոմպոզիտների և փայտի վրա — այն պահանջում է միայն օպտիկական կոնտրաստ։
- Արագ, մաքուր արձագանք. հարմար է բարձր պտտաթվերի համար, ապահովելով հստակ թվային իմպուլսներ՝ ճշգրիտ ժամանակացույցով։
6. Սահմանափակումներ
Նույն օպտիկական սկզբունքը պարտադրում է մի քանի սահմանափակումներ, որոնք արժե հաշվի առնել.
- Միջավայրի նկատմամբ զգայունություն. պայծառ շրջակա լույսը կարող է խանգարել, իսկ օպտիկայի վրա փոշին և յուղի մշուշը վատթարացնում են աշխատանքը, ուստի ոսպնյակը պահանջում է պարբերական մաքրում և կարող է պահանջել պաշտպանիչ իրան՝ դժվարին պայմաններում։
- Հարմարեցումը կրիտիկական է. զոնդը պետք է պահպանի իր ուղղությունը թիրախի վրա, և տատանումները կամ նստեցումը կարող են այն շեղել — դա նույնպես պահանջում է կայուն մոնտաժ։
- Թիրախից կախվածություն. պետք է առկա լինի անդրադարձող նշան կամ առարկա, անդրադարձելիության փոփոխությունները ազդում են ընթերցման վրա, և ժապավենը կարող է ժամանակի ընթացքում պոկվել։
Երբ մշտական օպտիկական ընդունիչը անիրագործելի է, ինժեներները հաճախ դիմում են ոչ օպտիկական այլընտրանքների, ինչպիսիք են մոտեցման (վրիպակային հոսանքների) զոնդ ՝ շպոնկային ակոսը ընթերցելու համար, որը չի պահանջում ժապավեն և չի ազդվում փոշուց կամ լույսից։
7. Ֆոտոէլեկտրական զոնդերը գործնական տեղում բալանսավորման մեջ
Կրելի սարքի վրա դիֆուզ անդրադարձող լազերային տախոմետրը ստանդարտ փուլային ընդունիչն է՝ հենց այն պատճառով, որ այն չի պահանջում լիսեռի նախապատրաստում՝ բացի ժապավենի կտորից։ Balanset-1A մատուցվում է հենց այս տեսակի օպտիկական լազերային տախոմետրով. այն ազդանշան է ստանում անդրադարձող ժապավենի փոքր հատվածից, աշխատում է լայն հեռավորության միջակայքում և ապահովում մեկ իմպուլս մեկ պտույտի համար, որը ծրագրին անհրաժեշտ է յուրաքանչյուր ուղղիչ կշիռ մեծությունը և անկյունը հաշվարկելու և ուղղումից հետո ստուգելու մնացորդային անհավասարակշռություն համար։ Կարճ ասած՝ ֆոտոէլեկտրական զոնդի արագ արձագանքը, նյութից անկախությունը և ոչ կոնտակտային աշխատանքը այն դարձնում են իդեալական տախոմետր՝ լրացնելով ակսելերոմետրներ ամբողջական վիճակի մոնիտորինգի և բալանսավորման համակարգում։
