Meting van relatieve rotortrillingen met contactloze lineaire verplaatsingssensoren.

Met de Balanset-1A kun je de relatieve trilling van de rotor meten met contactloze lineaire encoders.

1.1 Selectie van het sensortype en de instelling.
Afhankelijk van de taak kunnen trillingssensoren of verplaatsingssensoren worden gebruikt voor metingen.
Om het type sensor te selecteren, moet in het paneel "Sensortype" (onderin het hoofdvenster) een vinkje worden gezet in het veld "Vibro" of "Lineair".

Fig. 1. Het hoofdwerkvenster van het programma Balanset.T

Voordat de meting wordt gestart, moet worden gecontroleerd of de conversiecoëfficiënten van de sensoren correct zijn ingesteld. Druk hiervoor op de knop "F4-Settings" in het hoofdscherm van het programma (zie Fig. 1) en ga naar het instellingenvenster voor het invoeren van de conversiecoëfficiënten (zie Fig. 2).
In het werkvenster getoond in Fig. 2 moeten in de corresponderende velden de conversiecoëfficiënten van lineaire en trillingssensoren worden ingevoerd. Deze coëfficiënten zijn gespecificeerd in het instrumentpaspoort. Meestal hoef je ze niet te veranderen.
Voor de lineaire verplaatsingssensoren die in de set van het Balanset-1A-instrument worden gebruikt, zijn de omzettingscoëfficiënten respectievelijk gelijk aan:
Kprl1= 0,94 mV/μm (omzettingscoëfficiënt van de sensor van het 1e kanaal);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (omzettingscoëfficiënt van de sensor van het 2e kanaal.
Voor een goede werking moet de lineaire encoder op een bepaalde afstand van het meetoppervlak geïnstalleerd worden. De nominale afstand tussen het oppervlak en het uiteinde van de sensor is 3,5 mm. In dit geval staat er een constante spanning van 2,48 volt op de sensoruitgang. Deze spanning wordt weergegeven in de velden "Channel1" en "Channel2" voor respectievelijk het eerste en tweede kanaal.
Om dit te compenseren moet je op de knop "Remove DC" drukken. Een kleine rest-offset zal de meting niet verstoren.

Fig. 2. Werkvenster voor het invoeren van conversiecoëfficiënten en het selecteren van het type gebruikte sensoren

Attentie!
De opgegeven waarden van de nominale speling en de conversiefactoren van de lineaire encoders worden gegeven voor rotoren van staal.
Voor rotoren gemaakt van andere metalen (koper, brons, aluminium) moeten de nominale speling en de omzettingscoëfficiënten van de sensoren experimenteel worden bepaald door de gebruiker door middel van kalibratie.

Om de gewijzigde parameters op te slaan druk op de "OK" knop. De nieuwe parameters worden opgeslagen in een bestand en gebruikt voor verdere metingen.

1.2 De radiale uitloop van de rotor meten.
De radiale uitloop van de rotor kan worden gemeten met contactloze tasters in twee vlakken volgens het schema in fig. 3.
Om zo nodig de tijdfunctie en het rotoruitloopspectrum te meten en uit te zetten, moet een aantal voorbereidende handelingen worden uitgevoerd, waaronder:
- selecteer diametrische secties van de rotor waarin de metingen worden uitgevoerd;
- om contactloze lineaire verplaatsingssensoren 5 en 6 en fasehoeksensor 7 op het machinebed te installeren met behulp van speciale apparaten (bijvoorbeeld magnetische statieven);
- Sluit de nabijheidssensoren van de lineaire beweging aan op connectoren X1 en X2, en de fasehoeksensor op connector X3 van de meeteenheid;
- stel voor elke lineaire encoder een nominale meetafstand ∆ in tussen het rotoroppervlak en het sensorelement (voor de rotor van staal ∆ = 3,5 mm);
- plaats op de rotor de reflecterende markering die nodig is voor de activering van de fasehoeksensor 7 en controleer de activering van de sensor;
- sluit de meeteenheid aan op de computer.

Fig. 3. Meten van de radiale uitloop van de rotor

Als je op de knop "F8 - Grafieken" in het hoofdwerkvenster (zie Fig. 1) drukt, toont het computerscherm het werkvenster "Grafieken" (zie Fig. 5), ontworpen om verschillende soorten grafieken van de radiale uitloop van de rotor te maken.

Afb. 5. Het werkvenster van de modus "Grafieken

Als u in dit venster op de knop "Breedbandtrilling" drukt, wordt de tijdfunctie van de rotorradiale uitloop weergegeven.
Als de knop "Rotation frequency vibration" wordt ingedrukt, wordt de tijdfunctie van de reciproke component van de rotorradiale uitloop weergegeven.
Als je op de knop "Harmonics (1/rev)" drukt, toont het display een ontbindingsgrafiek van de rotoruitloop in een harmonische reeks. De eerste harmonische komt overeen met de trillingswaarde bij de omgekeerde rotorfrequentie (1x), de tweede - bij de dubbele frequentie (2x), enz.
Door op de knop "Spectrum (Hz)" te drukken, toont het display het spectrum van de radiale uitloop van de rotor.
Door op de knop "Orbit" te drukken wordt de grafiek van de rotorbaan (precessie) weergegeven.

1.3 Constructie van de rotorbaangrafiek.

De constructie van de rotorbaangrafiek kan worden uitgevoerd volgens het schema in Fig. 6.

Fig. 6. Schema van rotorbaanmeting 1a - rotor (vooraanzicht); 1b - rotor (zijaanzicht); 2, 3 - contactloze sensoren; 4 - reflectieteken van fasehoeksensor.

Om een meting te doen en een bijbehorende grafiek te maken, is het nodig om een aantal voorbereidende handelingen uit te voeren, waaronder:
- installeer de contactloze lineaire encoders 2 en 3 in een van de diametrische secties van de rotor onder een hoek van 90° ten opzichte van elkaar, met dien verstande dat de meetas van encoder 2 moet samenvallen met de X-as en de meetas van encoder 3 moet samenvallen met de Y-as;
- stel de nominale meetafstand ∆x (∆u) tussen het rotoroppervlak en het sensorelement van elke lineaire encoder in (voor staal ∆ = 3,5 mm);
- plaats de fasehoeksensor (niet afgebeeld in het schema) in het X-Z-vlak, samenvallend met het installatievlak van contactloze sensor 2;
- zet een reflecterende markering 4 op de rotor 1 in het X-Z-vlak, wat nodig is voor de werking van de fasehoeksensor;
- sluit de contactloze lineaire encoders 2 en 3 aan op connector X1 en X2, en de fasehoek-encoder op connector X3 van de meeteenheid;
- sluit de meeteenheid aan op de computer.
Om de meting van de rotorbaan te starten in het hoofdwerkvenster (zie Fig. 1)
Druk op de knop "F8 - Grafieken" en ga naar het werkvenster "Grafieken" (zie Fig. 5), dat ontworpen is om verschillende soorten grafieken van de radiale uitloop van de rotor te maken.
In dit werkvenster moet je op de knop "Orbit" drukken, waarna het werkvenster op het computerscherm verschijnt, waarin de noodzakelijke meetcyclus wordt uitgevoerd (zie Fig. 7).

Fig.7. Grafiek van de rotorbaan. Balanset-software.

Om verder te werken in het gespecificeerde werkvenster (zie Fig. 7) moet u de rotatie van de rotor inschakelen en door op de knop "F9 - RUN" te drukken metingen uitvoeren van de momentane waarden van de radiale uitloop van de rotor Sxi en Sui voor een periode die gelijk is aan één rotoromwenteling.
De reeks momentele waarden Sxi en Sui verkregen tijdens de meting wordt gebruikt om de baancoördinaten van de gestuurde rotor te berekenen, wat wordt uitgevoerd met de formule:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

waarbij S∑i de momentane waarde is van de rotorbaancoördinaat, berekend voor het i-de punt van de grafiek;
Sxi - momentane waarde van de radiale uitloop van de rotor, gemeten door coördinaat X met sensor 1 in het i-de punt;
Sxi - momentane waarde van de radiale rotoruitloop, gemeten door coördinaat Y met sensor 2 in het i-de punt.