Comprensione del segnale del tachimetro
In analisi delle vibrazioni, a tachimetro è un sensore che genera un impulso di temporizzazione sincronizzato con la rotazione di un albero. Svolge due funzioni contemporaneamente: misura la velocità di rotazione (giri al minuto) con elevata precisione e, cosa ben più importante, fornisce all'analizzatore un fase riferimento. Senza tale riferimento, il bilanciamento e la maggior parte delle diagnosi avanzate del rotore sono semplicemente impossibili.
1. Definizione: Cos'è un tachimetro?
L'uscita del tachimetro è una sequenza di impulsi pulita, il più delle volte un una volta per giro impulso. Dal punto di vista funzionale è identico al segnale proveniente da un Keyphasor, e i due termini vengono spesso usati in modo intercambiabile. Ogni impulso segna l'istante t = 0 per un giro completo, assegnando a ogni campione di vibrazione una posizione angolare nota sull'albero. Questo semplice fatto — sapere dove è ciò che in ogni istante trasforma una traccia di vibrazione grezza in informazioni diagnostiche utilizzabili.
2. Come funziona un tachimetro
Un sistema di tachimetro per il rilevamento delle vibrazioni si compone di due parti:
- Un bersaglio sull'albero — un elemento che il sensore rileva una volta per giro: una striscia di nastro riflettente, la testa di un bullone, una sede per chiavetta, una tacca o un dente di un ingranaggio.
- Un sensore fisso rivolto verso il bersaglio. I tipi più comuni sono:
- Tachimetri fotoelettrici / laser — emettono un raggio luminoso e rilevano il riflesso del nastro riflettente, inviando un impulso ogni volta che il nastro passa davanti al sensore. Questi sono la scelta standard per i dispositivi portatili bilanciamento in situ perché non richiedono alcuna preparazione dell'albero, se non l'applicazione di un pezzo di nastro riflettente.
- Sonde di prossimità (a correnti parassite) — rileva una scanalatura o una tacca senza contatto; il classico Keyphasor a installazione fissa.
- Sensori ad effetto Hall — percepiscono un piccolo magnete fissato all'albero.
Indipendentemente dal tipo di sensore, la sua sequenza di impulsi viene inviata all'analizzatore insieme al accelerometro segnali, sincronizzando i dati relativi alle vibrazioni con l'angolo dell'albero.
3. I due ruoli del segnale del tachimetro
Misurazione della velocità
Misurando l'intervallo tra gli impulsi, l'analizzatore rileva un valore istantaneo e altamente accurato del numero di giri al minuto. Si tratta di una misurazione molto più precisa rispetto a quella ottenuta con un tachimetro a contatto portatile ed è fondamentale per abbinare le frequenze di vibrazione a specifici componenti della macchina — ad esempio, per distinguere armoniche della velocità di rotazione da frequenze di guasto dei cuscinetti.
Riferimento di fase
Questo è il punto cruciale. L'analizzatore misura il ritardo tra l'impulso del tachimetro e il picco di una componente di vibrazione — ad esempio quella a 1× squilibrio risposta — e converte tale ritardo in un angolo di fase. La fase misurata è la fase di risposta rispetto all’impulso del tachimetro, non l’angolo del punto pesante stesso — la risposta ritarda rispetto al punto pesante di un valore che dipende da quanto la velocità di rotazione è vicina a una risonanza (quasi 0° ben al di sotto, 90° alla risonanza, quasi 180° al di sopra), più i ritardi della strumentazione — quindi la posizione del peso di correzione viene calcolato con il metodo dei coefficienti d'influenza (peso di prova) anziche essere letto direttamente dalla fase. La fase e inoltre alla base di:
- Bilanciamento in situ — impossibile senza un riferimento di fase; l'analizzatore utilizza l'ampiezza e la fase prima e dopo un peso di prova per calcolare la correzione.
- Analisi degli ordini — normalizzazione dell'asse delle frequenze in multipli (ordini) della velocità di funzionamento, fondamentale nelle macchine a velocità variabile.
- Grafici avanzati — Bode, Nyquist e orbita Tutti i grafici richiedono un segnale di fase proveniente dal tachimetro.
4. Il tachimetro nel bilanciamento pratico sul campo
Su uno strumento portatile, il tachimetro non è un accessorio opzionale: è il componente che rende possibile l'equilibratura a uno o due piani direttamente in loco. Il Balanset-1A è dotato di un tachimetro ottico a laser che rileva un piccolo pezzo di nastro riflettente posto sull'albero, funzionando con una distanza di 50–500 mm e su tutto l'intervallo di giri compreso tra 250 e 90.000 giri/min. Il suo impulso, generato una volta per giro, fornisce il riferimento di fase necessario al software per calcolare la massa e l'angolo di ciascun contrappeso e per verificare il squilibrio residuo dopo la correzione. In effetti, l'umile impulso del tachimetro costituisce la colonna portante della sincronizzazione dell'intero flusso di lavoro di bilanciamento.
5. Errori più comuni
- Doppio innesco: un albero lucido o un altro elemento riflettente possono generare impulsi aggiuntivi, raddoppiando il numero di giri al minuto rilevato. È possibile evitarlo utilizzando del nastro opaco e mirando con attenzione.
- Impulsi deboli o mancanti: Un nastro sporco, una distanza eccessiva o un angolo di puntamento errato causano perdite di segnale che alterano la fase. Un bersaglio con nastro pulito e tagliato a squadra e una distanza corretta risolvono la maggior parte dei problemi.
- Luce ambientale: L'esposizione diretta del sensore alla luce solare può interferire con il funzionamento di un tachimetro laser; coprendo il bersaglio si ripristina un segnale affidabile.
