Măsurarea vibrațiilor relative ale rotorului cu ajutorul senzorilor de deplasare liniară fără contact.

Cu Balanset-1A puteți măsura vibrația relativă a rotorului folosind encodere liniare fără contact.

1.1 Selectarea tipului de senzor și setarea acestuia.
În funcție de sarcină, pentru măsurători pot fi utilizați fie senzori de vibrații, fie senzori de deplasare.
Pentru a selecta tipul de senzor, este necesar ca în panoul "Sensor type" (în partea de jos a ferestrei principale) să se marcheze în câmpul "Vibro" sau "Linear".

Fig. 1. Fereastra principală de lucru a programului Balanset.T

Înainte de a începe măsurarea, este necesar să vă asigurați că coeficienții de conversie ai senzorilor sunt setați corect. În acest scop, apăsați butonul "F4-Settings" în fereastra principală de lucru a programului (a se vedea Fig. 1) și accesați fereastra de setări destinată introducerii coeficienților de conversie (a se vedea Fig. 2).
În fereastra de lucru prezentată în figura 2, în câmpurile corespunzătoare trebuie introduși coeficienții de conversie ai senzorilor liniari și de vibrații. Acești coeficienți sunt specificați în pașaportul instrumentului. De obicei, nu este necesar să îi modificați.
Pentru senzorii de deplasare liniară utilizați în setul instrumentului Balanset-1A, coeficienții de conversie sunt, respectiv, egali cu:
Kprl1= 0,94 mV/μm (coeficientul de conversie al senzorului de pe primul canal);
Kprl2 = 0,94 mV/μm (coeficientul de conversie al senzorului celui de-al doilea canal.
Pentru o funcționare corectă, dispozitivul de măsurare liniară trebuie să fie instalat la o anumită distanță de suprafața obiectului de măsurare. Distanța nominală dintre suprafață și capătul senzorului este de 3,5 mm. În acest caz, există o tensiune constantă de 2,48 volți la ieșirea senzorului. Această tensiune va fi afișată în câmpurile "Channel1" și "Channel2" pentru primul și, respectiv, al doilea canal.
Pentru a o compensa, trebuie să apăsați butonul "Remove DC". Un mic decalaj rezidual nu va interfera cu măsurarea.

Fig. 2. Fereastra de lucru pentru introducerea coeficienților de conversie și selectarea tipului de senzori utilizați

Atenție!
Valorile specificate ale jocului nominal și factorii de conversie ai codurilor liniare sunt date pentru rotoarele din oțel.
Pentru rotoarele fabricate din alte metale (cupru, bronz, aluminiu), clearance-ul nominal și coeficienții de conversie a senzorilor trebuie să fie determinați experimental de către utilizator prin efectuarea unei calibrări.

Pentru a salva parametrii modificați, apăsați butonul "OK". Noii parametri vor fi salvați într-un fișier și vor fi utilizați pentru măsurători ulterioare.

1.2. Măsurarea rotunjimii radiale a rotorului.
Excentricitatea radială a rotorului poate fi măsurată cu sonde fără contact în două planuri, conform schemei prezentate în figura 3.
Pentru a măsura și a trasa funcția de timp și spectrul de rotație a rotorului, dacă este necesar, trebuie efectuate o serie de operațiuni pregătitoare, inclusiv:
- se selectează secțiunile diametrale ale rotorului, în care se vor efectua măsurătorile;
- instalarea senzorilor de deplasare liniară fără contact 5 și 6 și a senzorului de unghi de fază 7 pe patul mașinii cu ajutorul unor dispozitive speciale (de exemplu, trepiede magnetice);
- conectați senzorii de proximitate ai mișcării liniare la conectorii X1 și X2, iar senzorul de unghi de fază la conectorul X3 al unității de măsurare;
- se stabilește un decalaj nominal de măsurare ∆ între suprafața rotorului și elementul de detecție pentru fiecare encoder liniar (pentru rotorul din oțel ∆ = 3,5 mm);
- se plasează pe rotor marcajul reflectorizant necesar pentru declanșarea senzorului de unghi de fază 7 și se verifică declanșarea senzorului;
- conectați unitatea de măsurare la calculator.

Fig. 3. Măsurarea rotunjimii radiale a rotorului

Dacă apăsați butonul "F8 - Grafice" din fereastra principală de lucru (a se vedea figura 1), pe ecranul computerului apare fereastra de lucru "Grafice" (a se vedea figura 5), destinată să construiască diferite tipuri de grafice ale deplasării radiale a rotorului.

Fig. 5. Fereastra de lucru a modului "Charts" (Grafice)

Atunci când apăsați butonul "Broadband vibration" (Vibrații în bandă largă) din această fereastră, se afișează funcția de timp a deplasării radiale a rotorului.
Dacă este apăsat butonul "Rotation frequency vibration" (Vibrație frecvență de rotație), este afișată funcția de timp a componentei reciproce a deplasării radiale a rotorului.
Dacă apăsați butonul "Harmonics (1/rev)", pe ecran va apărea un grafic de descompunere a rotorului într-o serie de armonici. Prima armonică corespunde valorii vibrației la frecvența inversă a rotorului (1x), a doua - la frecvența dublă (2x), etc.
Prin apăsarea butonului "Spectrul (Hz)", pe afișaj se afișează spectrul de curgere radială a rotorului.
Prin apăsarea butonului "Orbit" se afișează graficul orbitei rotorului (precesie).

1.3 Construcția graficului orbitei rotorului.

Construcția graficului orbitei rotorului poate fi realizată conform schemei prezentate în figura 6.

Fig. 6. Schema de măsurare a orbitei rotorului 1a - rotor (vedere de la capăt); 1b - rotor (vedere laterală); 2, 3 - senzori fără contact; 4 - marca de reflexie a senzorului de unghi de fază.

Pentru a efectua o măsurătoare și a construi un grafic corespunzător, este necesar să se efectueze o serie de operațiuni pregătitoare, printre care:
- se instalează encoderele liniare fără contact 2 și 3 într-una dintre secțiunile diametrale ale rotorului, la un unghi de 90° unul față de celălalt, cu condiția ca axa de măsurare a encoderului 2 să coincidă cu axa X, iar axa de măsurare a encoderului 3 să coincidă cu axa Y;
- se stabilește distanța nominală de măsurare ∆x (∆u) dintre suprafața rotorului și elementul de detecție al fiecărui encoder liniar (pentru oțel ∆ = 3,5 mm);
- se fixează senzorul de unghi de fază (care nu este prezentat în schemă) în planul X - Z, care coincide cu planul de instalare a senzorului fără contact 2;
- se stabilește un semn reflectorizant 4 pe rotorul 1 în planul X - Z, care este necesar pentru funcționarea senzorului de unghi de fază;
- conectați sistemele de măsurare liniară fără contact 2 și 3 la conectorii X1 și X2, iar sistemul de măsurare a unghiului de fază la conectorul X3 al unității de măsurare;
- conectați unitatea de măsurare la calculator.
Pentru a începe măsurarea orbitei rotorului în fereastra principală de lucru (a se vedea Fig. 1)
Apăsați butonul "F8 - Grafice" și accesați fereastra de lucru "Grafice" (a se vedea Fig. 5), care este concepută pentru a construi diferite tipuri de grafice ale deplasării radiale a rotorului.
În această fereastră de lucru trebuie să apăsați butonul "Orbit", după care pe ecranul computerului apare fereastra de lucru, în care se efectuează ciclul necesar de măsurători (a se vedea figura 7).

Fig.7. Graficul orbitei rotorului. Software-ul Balanset.

Pentru a continua activitatea în fereastra de lucru specificată (a se vedea figura 7), trebuie să porniți rotația rotorului și, prin apăsarea butonului "F9 - RUN", să efectuați măsurarea valorilor instantanee ale deplasării radiale a rotorului Sxi și Sui pentru o perioadă egală cu o rotație a rotorului.
Matricea de valori instantanee Sxi și Sui obținute în timpul măsurătorilor este utilizată pentru a calcula coordonatele orbitei rotorului controlat, care se realizează cu formula:

S∑i = √ (Sxi² + Syi²) (1)

unde S∑i este valoarea instantanee a coordonatei orbitei rotorului, calculată pentru cel de-al i-lea punct al graficului;
Sxi - valoarea instantanee a deviației radiale a rotorului, măsurată prin coordonata X cu senzorul 1 în punctul i-lea;
Sxi - valoarea instantanee a deviației radiale a rotorului, măsurată prin coordonata Y cu senzorul 2 în punctul i-lea.