Lazerinių tachometrų supratimas
A lazerinis tachometras yra bekontaktis optinis greičio matavimo prietaisas, kuris atspindi lazerio spindulį nuo besisukančio paviršiaus, kad nustatytų sukimosi greitį (RPM) ir generuotų vieną impulsą per vieną apsisukimą. Būtent šis impulsas suteikia vibracijos analizatoriui jo fazė nuoroda — kampinis laiko žymeklis, be kurio balansavimas ir neįmanoma atlikti išsamiausios rotoriaus diagnostikos. Praktikoje nedidelis juostelės atspindinti juosta yra pritvirtintas prie veleno; prietaisas vieną kartą per apsisukimą užfiksuoja ryškų atspindį, pagal impulsų dažnį apskaičiuoja greitį ir perduoda paleidimo signalą į analizatorių, kad būtų užtikrintas fazinis sinchronizavimas vibracija measurements.
Lazeriniai tachometrai vibracijos matavimų srityje iš esmės išstūmė kontaktinius tachometrus ir magnetinius daviklius. Jie yra patogūs (velenui nereikia jokio specialaus paruošimo, išskyrus lipnios juostelės užklijavimą), saugūs (nėra sąlyčio su besisukančiomis dalimis) ir tikslūs. Tai yra standartiniai greičio ir fazės jutikliai, skirti lauko balansavimas, užsakymų analizė, taip pat bet kokiam matavimui, kuriam reikalingi tiek greitis, tiek fazė. Kaip optinis, šviesos principu veikiantis prietaisas, lazerinis tachometras yra viena iš daugelio optinis tachometras šeimos, pasižymintis siauru, kolimuotu spinduliu ir dideliu darbo atstumu.
1. Veikimo principas
Dažniausiai naudojami du jutimo metodai, o juos skiria daugiausia tikrinamo objekto kokybė.
Atspindinčios juostos metodas (dažniausiai naudojamas)
Tai patikimas, pakartojamas metodas, taikomas atliekant rimtus etapinius darbus, ir jis vyksta nustatyta tvarka:
- Juostos klijavimas: ant koteliuko pritvirtinamas nedidelis atšvaito juostelės gabalėlis.
- Lazerio spinduliavimas: tachometras skleidžia matomą lazerio spindulį, paprastai raudoną, kurio bangos ilgis yra apie 650 nm.
- Atspindžių aptikimas: fotodetektorius matuoja atspindėtos šviesos intensyvumą.
- Impulsų generavimas: kai juosta praeina pro spindulį, stiprus atspindys sukuria ryškų impulsą.
- Greičio apskaičiavimas: Laikas tarp impulsų yra sukimosi periodas, taigi apsisukimų skaičius per minutę (RPM) = 60 / periodas (sekundėmis).
- Fazės nuoroda: impulso kylantis kraštas žymi 0° atskaitos padėtį apsisukimo metu.
Nes kiekvienas impulsas užfiksuoja tą akimirką t = 0 Kiekvieną apsisukimą kiekvienas vibracijos matuoklis užfiksuoja žinomą kampinę padėtį ant veleno – būtent tai ir atlieka nuolatinis raktinis fazorius veikia apsaugotuose kompiuteriuose.
Paviršiaus kontrasto metodas
- Aptinka natūralius paviršiaus bruožus – griovelius, įbrėžimus ar spalvos pokyčius.
- Jei kontrastas pakankamai ryškus, lipnios juostos nereikia.
- Mažiau patikima nei atšvaitinė juosta, didesnė tikimybė, kad impulsai bus praleisti arba užfiksuoti dvigubai.
- Tinka greitam greičio patikrinimui, o ne tiksliam fazės matavimui.
2. Pagrindinės savybės ir techniniai duomenys
Greičio matavimas
- Diapazonas: paprastai 10–250 000 apsisukimų per minutę.
- Tikslumas: ±0,01–0,05 % rodmens vertės.
- Atnaujinimo dažnis: rodymas realiuoju laiku, atnaujinamas keletą kartų per sekundę.
- Rezoliucija: Paprastai 0,1 apsisukimo per minutę.
Atstumas (veikimo spindulys)
- Įprastas atstumas: 50–500 mm (2–20 colių) nuo taikinio.
- Pasiekiamas atstumas priklauso nuo lazerio galios ir atspindžiosios juostos kokybės.
- Jei atstumas per mažas, spindulio plotas tampa per mažas, kad būtų galima patikimai užfiksuoti juostelę; jei per didelis, atspindėtos šviesos nepakanka, kad būtų suveiktas jutiklis.
Išėjimo signalai
- Skaitmeninis ekranas: Sukimosi dažnis rodomas tiesiogiai ekrane.
- Analoginė išvestis: įtampa, proporcinga greičiui (paprastai 0–10 V).
- Pulse output: vienas TTL arba loginis impulsas per vieną apsisukimą — signalas, kurį analizatorius iš tikrųjų naudoja.
- Kryptis: kai kurie modeliai nustato sukimosi kryptį.
3. Taikymas vibracijos analizėje
Lauko balansavimas
- Teikia fazės atskaitos tašką, nustatytą vieną kartą per apsisukimą.
- Juostelėje pažymėta 0° padėtis kiekvienam phase-angle matavimas.
- Kiekvieno balansavimo ciklo metu tikrina greitį.
- Būtina įtakos koeficiento metodas, kuriame lyginama amplitudė ir fazė prieš ir po bandomasis svoris.
Užsakymų analizė
- Greičio signalas leidžia stebėti užsakymą, normalizuojant dažnio ašį pagal važiavimo greičio kartotinius.
- A sekimo filtras sinchronizavimui naudoja tachometrą.
- Tai yra kintamo greičio įrangos analizės ir paleidimas ir riedėjimas bandymai.
Fazės matavimas
- Tachometro impulsas sukelia fazės matavimą.
- Analizatorius nustato vibracijos piko laiką, atsižvelgdamas į tą impulsą.
- Tai yra labai svarbu tiek balansavimui, tiek diagnostikai – tai suteikia inžinieriui informacijos kur ten, kur yra sunkioji vieta.
- Fazės tikslumas visiškai priklauso nuo stabilaus ir švaraus tachometro signalo.
Greičio patikrinimas
- Greitasis sūkių skaičiaus patikrinimas atliekant vibracijos tyrimus.
- Gamybinės lentelės patikrinimas darbinis greitis.
- Greičio svyravimų nustatymas.
- Faktinio ir sinchroninio greičio matavimas slydimas skaičiavimas indukciniuose varikliuose.
4. Atspindinti juosta: pasirinkimas ir naudojimas
Tipai ir pasirinkimas
- Atspindinti juosta: atspindi šviesą tiesiai atgal į šaltinį, todėl yra efektyviausias ir labiausiai atsparus nukreipimo kampo pokyčiams.
- Aliuminio juosta: gerai atspindi ir yra ekonomiškas.
- White tape: tinka daugeliui naudojimo atvejų.
- Dydis: Paprastai tai yra 10–25 mm (0,5–1 colis).
Geriausia programų praktika
- Prieš klijuodami lipnią juostelę, nuvalykite paviršių.
- Tepti ant lygaus, cilindrinio veleno paviršiaus.
- Venkite vietų, kuriose juosta galėtų liestis su nejudančiomis dalimis.
- Naudokite po vieną gabalėlį per vieną apsisukimą – keli gabalėliai gali sutrikdyti prietaiso veikimą.
- Paspauskite kraštus, kad važiuojant dideliu greičiu jie neatsiliptų.
- Pažymėkite kampinę padėtį, jei juosta bus naudojama kaip balansavimo atskaitos taškas.
5. Lazerinis tachometras lauke
Nešiojamajame prietaiso tachometras nėra tik papildoma funkcija – tai komponentas, leidžiantis vietoje atlikti vienos ir dviejų plokštumų balansavimą. Balanset-1A Įrengtas optiniu lazeriniu tachometru, kuris reaguoja į atspindinčios juostelės signalą ir veikia esant 50–500 mm atstumui bei 250–90 000 aps/min diapazone. Jo impulsas, generuojamas kartą per apsisukimą, suteikia fazės atskaitą, kurios programinei įrangai reikia apskaičiuoti korekcinis svoris masę ir kampą, o tada patvirtinti likutinis disbalansas po koregavimo. Kadangi tas pats impulsas taip pat leidžia tiksliai nustatyti apsisukimų skaičių per minutę, inžinierius gali susieti išmatuotus dažnius su konkrečiais komponentais ir atskirti, pavyzdžiui, veikimo greitį harmonikos iš guolių gedimų dažniai in one survey.
6. Privalumai, palyginti su kitais tachometrais
palyginti su kontaktiniu tachometru
- Lazeris: Nėra kontakto, saugesnis, nepažeidžia veleno, veikia bet kokiu greičiu
- Kontaktas: reikalauja fizinio sąlyčio, sukelia trintį, tinka tik mažesniems greičiams ir kelia pavojų, kad bus pažeistas veleno paviršius.
palyginti su magnetiniu paėmimu
- Lazeris: tinka bet kokiai medžiagai, jį reikia tik paprastai priklijuoti lipnia juosta, o tai leidžia tiksliai nustatyti atskaitos žymės padėtį.
- Magnetinis: tam reikalingas metalinis taikinys, paprastai stacionari įranga, be to, šis metodas suteikia mažiau pozicionavimo lankstumo.
palyginti su stroboskopine šviesa
- Lazeris: užtikrina tiesioginį kiekybinį matavimą ir išvestį su fazės atskaita.
- Stroboskopas: a stroboskopas siūlo tik vizualų stebėjimą — ji tik atkuria blykstės dažnį, o ne jį matuoja, ir neteikia fazinio signalo.
7. Dažniausiai pasitaikančios problemos ir jų sprendimai
Nestabilus arba trūkstamas signalas
- Priežastys: nešvarūs optiniai elementai, netinkamas atstumas nuo objekto, prastos kokybės lipni juosta arba aplinkos šviesos trukdžiai.
- Sprendimai: nuvalykite objektyvą, sureguliuokite atstumą, pakeiskite lipnią juostelę ir apsaugokite objektą nuo ryškios šviesos. Dažnai kaltininkas yra tiesioginiai saulės spinduliai, krintantys ant jutiklio, o šią problemą galima išspręsti uždengiant jutiklį.
Neteisingas greičio rodmuo
- Keletas juostelės gabalėlių: parodo rodmenį, kuris yra tikrojo greičio kartotinis (dvigubas suveikimas).
- Atspindintis paviršius: vietoj juostos arba kartu su ja galima pastebėti blizgų strypą ar kitą ryškų elementą.
- Sprendimas: užtikrinkite, kad per vieną apsisukimą būtų tik vienas atskaitos taškas, ir naudokite matinę juostelę, atidžiai ją priderindami.
Fazės matavimo paklaidos
- Juostos padėtis pasislinko nuo pradinio atskaitos kampo.
- Juosta eksploatacijos metu atsilupa arba pasislinksta.
- Sprendimas: tvirtai pritvirtinkite juostelę, patikrinkite jos padėtį ir, jei reikia, priklijuokite ją iš naujo.
Lazeriniai tachometrai yra būtini šiuolaikinės vibracijos analizės ir balansavimo įrankiai, užtikrinantys saugius, tikslius ir nekontaktinius greičio bei fazės matavimus. Dėl patogumo, tikslumo ir universalumo jie tapo lauko vibracijos darbų standartu, daugelyje pramoninių pritaikymų pakeičiant senesnes kontaktinių ir magnetinių tachometrų technologijas.
