फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर समजून घ्या
A photoelectric sensor हे एक ऑप्टिकल डिटेक्शन उपकरण आहे जे प्रकाशस्रोत — एक LED, लेझर किंवा इन्फ्रारेड एमिटर — फोटोडिटेक्टरसोबत जोडते आणि प्रकाशाच्या प्रेषण, परावर्तन किंवा व्यत्ययाद्वारे एखाद्या वस्तू किंवा खुणेची उपस्थिती, अनुपस्थिती किंवा स्थिती ओळखते. फिरत्या-यंत्रसामग्रीच्या कामात हे सेन्सर्स बहुतेकदा कार्य करतात टॅकोमीटर: ते प्रति आवर्तन एकदा शाफ्टवरील एक खूण ओळखून वेग मोजतात, प्रति-आवर्तन-एकदा (once-per-revolution) टायमिंग पल्स पुरवतात जो देतो phase यासाठी संदर्भ balancing, आणि पुरवतात keyphasor क्रिटिकल मशिनरी संरक्षण प्रणालींसाठी कार्यक्षमता.
त्यांचे आकर्षण विना-संपर्क (non-contact) कार्यप्रणाली, अत्यंत जलद प्रतिसाद, चुंबकीय क्षेत्रांपासून प्रतिकारशक्ती आणि नॉन-फेरस पदार्थ ओळखण्याची क्षमता यांमध्ये आहे. हे संयोजन त्यांना जवळपास प्रत्येक प्रकारच्या फिरत्या उपकरणांवर बहुउपयोगी वेग- आणि स्थान-संवेदन साधने बनवते — आणि याचा आधार आहे ऑप्टिकल टॅकोमीटर and लेजर टॅकोमीटर पोर्टेबल बॅलन्सिंग किटमध्ये वापरला जाणारा.
१. कार्य मोड
फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर तीन संवेदन रचनांमध्ये येतात, जे एमिटर आणि रिसीव्हर कुठे बसतात आणि लक्ष्य प्रकाश-मार्गावर कसा परिणाम करते यानुसार भिन्न असतात.
थ्रू-बीम (विरोधी मोड)
प्रकाश स्रोत आणि रिसीव्हर एकमेकांसमोर असलेल्या वेगवेगळ्या आवरणांत असतात, आणि लक्ष्य अंतरामधून जाणाऱ्या किरणाला अडवते तेव्हा संवेदन होते. पल्ला मोठा असतो — काही मीटरपर्यंत शक्य आहे — आणि विश्वासार्हता कोणत्याही पद्धतीपेक्षा सर्वाधिक असते, कारण ती धूळ आणि अलाइनमेंट विचलनापासून सर्वाधिक प्रतिकारक्षम असते. नेहमीचे उपयोग म्हणजे ब्लेड मोजणी आणि कन्व्हेयरवरील वस्तू-ओळख.
रेट्रोरिफ्लेक्टिव मोड
एमिटर आणि रिसीव्हर एकाच आवरणात असतात, समोर एक परावर्तक (reflector) बसवलेला असतो; लक्ष्य परावर्तित प्रकाश-मार्गाला अडवते तेव्हा त्याचे संवेदन होते. पल्ला मध्यम असतो (काही मीटर) आणि एकाच बाजूची बसवणूक सोयीस्कर असते, जी भाग-मोजणी आणि मोठ्या वस्तूंच्या ओळखीसाठी योग्य आहे.
डिफ्यूज रिफ्लेक्टिव्ह पद्धत — टॅकोमेट्रीसाठी सामान्य पर्याय
येथेही एमिटर आणि रिसीव्हर एकच आवरण सामायिक करतात, परंतु येथे सेन्सर थेट लक्ष्य पृष्ठभागावरून परावर्तित झालेला प्रकाश वाचतो. पल्ला कमी असतो — सामान्यतः 5–500 mm — आणि सेटअप ही सोपी पॉइंट-अँड-डिटेक्ट प्रक्रिया असते. वेग आणि फेज मोजण्यासाठी ओळखण्याकरिता वापरली जाणारी हीच पद्धत आहे प्रतिबिंबक टेप वेग आणि फेज मोजमापासाठी, आणि याच तत्त्वावर लेझर टॅकोमीटर कार्य करतात.
2. कंपन निरीक्षणातील अनुप्रयोग
च्या आत कंपन विश्लेषण तोच सेन्सर अनेक वेगवेगळ्या भूमिका पार पाडतो:
- गती मापन: परावर्तक टेप किंवा शाफ्टवरील एखादी खूण प्रति आवर्तन एकदा ओळखून आणि पल्स मोजून, उपकरण गणना करते RPM, वेगाचे सतत निरीक्षण करते आणि मोजमापादरम्यान त्याची पडताळणी करते.
- टप्पा संदर्भ: प्रति-आवर्तन-एकदा पल्स 0° चे संदर्भबिंदू (datum) निश्चित करतो जो बॅलन्सिंग गणनांसाठी अत्यावश्यक असतो, ज्यामुळे फेज-लॉक्ड मोजमापे शक्य होतात आणि समक्रमण साधले जाते ऑर्डर ट्रॅकिंग.
- की-फेजर कार्य: कायमस्वरूपी बसवलेला फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर कीफेझर (keyphasor) म्हणून काम करू शकतो, जो प्रत्येक आवर्तनात शाफ्टवरील एखादी खूण, खाच किंवा वैशिष्ट्य ओळखून फेज संदर्भ पुरवतो proximity-probe प्रणालींसाठी — टर्बोमशिनरी निरीक्षणासाठी अत्यावश्यक API 670.
- इव्हेंट ट्रिगरिंग: पल्स विशिष्ट शाफ्ट स्थानावर डेटा संकलन ट्रिगर करू शकतो, चालू करू शकतो स्ट्रोबोस्कोप थांबलेल्या-गतीच्या दर्शनासाठी, किंवा अन्यथा मोजमापे फिरण्याशी समक्रमित करू शकतो.
3. महत्त्वाची तपशीलवैशिष्ट्ये
दिलेल्या बसवणुकीत सेन्सर कार्य करेल की नाही हे तीन घटक ठरवतात.
- प्रतिसाद वेळ: मायक्रोसेकंदांपासून मिलिसेकंदांपर्यंत, मोजल्या जाणाऱ्या सर्वोच्च वेगासाठी तो पुरेसा जलद असला पाहिजे. 10,000 RPM वर असलेला शाफ्ट सुमारे 167 Hz वेगाने आपली खूण पार करतो, त्यामुळे स्वच्छ पल्ससाठी सब-मिलिसेकंद प्रतिसाद आवश्यक असतो.
- संवेदन अंतर: प्रत्येक मॉडेलला किमान आणि कमाल कार्यकारी स्टँडऑफ (standoff) असते जे लक्ष्याच्या परावर्तकतेनुसार बदलते; डिफ्यूज-मोड सेन्सर सामान्यतः 50–300 mm वर कार्य करतात.
- प्रकाश स्रोत: दृश्यमान लाल (630–670 nm) रोखणे सोपे असते; अवरक्त (850–950 nm) तेजस्वी सभोवतालच्या प्रकाशात अधिक चांगली कामगिरी करते; एक लेसर अधिक तीव्रपणे केंद्रित बीम, अधिक पल्ला आणि अधिक अचूक ट्रिगरिंग देतो.
4. इन्स्टॉलेशन आणि सेटअप
विश्वसनीय ट्रिगरिंग ही बहुतांशी काळजीपूर्वक माउंटिंगची बाब आहे. सेन्सर हा परावर्तक पृष्ठभागास लंब सर्वात मजबूत सिग्नलसाठी रोखलेला असावा, त्याच्या स्पेसिफिकेशनमध्ये नमूद केलेल्या अंतरावर ठेवलेला असावा, कंपनामुळे त्याची दिशा बदलू नये यासाठी घट्ट माउंट केलेला असावा आणि यांत्रिक नुकसानापासून संरक्षित असावा. लक्ष्य स्वतःही तितकेच महत्त्वाचे असते: स्वच्छ केलेल्या शाफ्ट पृष्ठभागावर योग्य ठिकाणी परावर्तक टेप लावा, तेथे अगदी प्रति क्रांती एक चिन्ह (दुसरे परावर्तक वैशिष्ट्य असल्यास दुहेरी मोजणी होते) याची खात्री करा आणि खूण घट्ट आहे व वेगाने उडून जाणार नाही याची पुष्टी करा. शेवटी, खुणेकडे रोखून संरेखित करा, स्थिर सिग्नलसाठी सेन्सरच्या LED इंडिकेटरकडे लक्ष द्या, स्थिती लॉक करा आणि वाचनावर अवलंबून राहण्यापूर्वी विश्वसनीय शोध सुनिश्चित करण्यासाठी संपूर्ण एका फेऱ्यातून चाचणी करा.
5. फायदे
संपर्करहित ऑप्टिकल तत्त्व अनेक सामर्थ्ये आणते:
- यांत्रिक संपर्क नाही: शाफ्टवर घर्षण किंवा भार नाही, झीज नाही, फिरत्या भागांपासून दूर सुरक्षित कार्य, आणि कोणत्याही वेगाने वापरण्यायोग्य.
- मटेरियल स्वातंत्र्य: हे लोहयुक्त आणि अलोहयुक्त धातूंवर सारखेच कार्य करते, तसेच प्लास्टिक, कंपोझिट आणि लाकडावरही — त्याला फक्त ऑप्टिकल कॉन्ट्रास्टची गरज असते.
- द्रुत, स्वच्छ प्रतिक्रिया: उच्च-गती अनुप्रयोगांसाठी योग्य, अचूक टायमिंगसह स्पष्ट डिजिटल पल्स तयार करते.
6. मर्यादा
हेच ऑप्टिकल तत्त्व काही मर्यादा लादते ज्यांचे नियोजन करणे फायद्याचे ठरते:
- पर्यावरणीय संवेदनशीलता: तेजस्वी सभोवतालचा प्रकाश व्यत्यय आणू शकतो, तर ऑप्टिक्सवरील धूळ आणि तेलाची फवारणी कार्यक्षमता कमी करते, त्यामुळे लेन्सला नियमित स्वच्छतेची गरज असते आणि कठीण वातावरणात संरक्षक हाउसिंगची आवश्यकता भासू शकते.
- संरेखन अत्यावश्यक आहे: सेन्सरने आपले लक्ष्य लक्ष्यावर ठेवले पाहिजे, आणि कंपन किंवा स्थिरावणे ते बिघडवू शकते — स्थिर माउंटिंगचे आणखी एक कारण.
- लक्ष्यावर अवलंबित्व: परावर्तक खूण किंवा वस्तू उपस्थित असणे आवश्यक आहे, परावर्तकतेतील बदल वाचनावर परिणाम करतात, आणि टेप कालांतराने सोलून जाऊ शकतो.
जिथे कायमस्वरूपी ऑप्टिकल पिकअप अव्यवहार्य असतो, तिथे अभियंते अनेकदा संपर्करहित नसलेल्या पर्यायांकडे वळतात, जसे की प्रॉक्सिमिटी (एडी-करंट) प्रोब जो कीवे वाचतो, ज्याला टेपची गरज नसते आणि जो धूळ किंवा प्रकाशामुळे प्रभावित होत नाही.
7. व्यावहारिक फील्ड बॅलन्सिंगमधील फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सर
पोर्टेबल उपकरणावर, डिफ्यूज-रिफ्लेक्टिव्ह लेझर टॅकोमीटर हा प्रमाणित फेज पिकअप आहे, कारण त्याला टेपच्या एका पट्टीशिवाय शाफ्टची कोणतीही तयारी लागत नाही. Balanset-1A हा अगदी अशाच प्रकारच्या ऑप्टिकल लेझर टॅकोमीटरसह येतो: तो परावर्तक टेपच्या लहान तुकड्यावरून ट्रिगर होतो, विस्तृत स्टँडऑफ रेंजमध्ये कार्य करतो, आणि प्रत्येकाच्या परिमाण व कोनाची गणना करण्यासाठी सॉफ्टवेअरला लागणारा प्रति-फेरी-एकवार पल्स देतो दुरुस्ती वजन आणि सत्यापित करण्यासाठी अवशिष्ट असंतुलन सुधारणेनंतर. थोडक्यात, फोटोइलेक्ट्रिक सेन्सरचा जलद प्रतिसाद, मटेरियल स्वातंत्र्य आणि संपर्करहित कार्य त्याला एक आदर्श टॅकोमीटर बनवते, जे पूरक ठरते accelerometers संपूर्ण कंडिशन-मॉनिटरिंग आणि बॅलन्सिंग प्रणालीमध्ये.
