ทำความเข้าใจเกี่ยวกับเครื่องวัดความเร็วรอบเลเซอร์
ก เครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์ เป็นอุปกรณ์วัดความเร็วแบบไม่สัมผัสโดยใช้แสงเลเซอร์ที่ส่องแสงไปยังพื้นผิวที่หมุนเพื่ออ่านความเร็วการหมุน (RPM) และสร้างพัลส์ตั้งเวลาสำหรับการหมุนหนึ่งรอบ พัลส์นี้คือสิ่งที่ให้การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เฟส การอ้างอิง — เครื่องหมายตำแหน่งเชิงมุมที่ไม่มีการวินิจฉัยโรเตอร์ขั้นสูงที่สุดจะไม่สามารถทำได้ สมดุล และการวินิจฉัยโรเตอร์ขั้นสูงส่วนใหญ่จะไม่สามารถทำได้ ในทางปฏิบัติ ชิ้นส่วนเล็กน้อยจาก เทปสะท้อนแสง ติดกับเพลา อุปกรณ์จะตรวจสอบการสะท้อนแสงที่สว่างวันละครั้ง ได้ความเร็วจากอัตราพัลส์ และส่งสัญญาณทริกเกอร์ไปยังเครื่องวิเคราะห์เพื่อการล็อกเฟส การสั่นสะเทือน measurements.
เลเซอร์ tacometers ส่วนใหญ่ได้แทนที่ tachometers ที่สัมผัสและ pickups แม่เหล็กสำหรับงานการสั่นสะเทือน พวกมันสะดวก (ไม่จำเป็นต้องเตรียมเพลานอกจากการติดแถบเทป) ปลอดภัย (ไม่สัมผัสกับชิ้นส่วนที่หมุน) และแม่นยำ เป็นเซ็นเซอร์ความเร็วและเฟสมาตรฐานสำหรับ การปรับสมดุลของสนาม, การวิเคราะห์คำสั่งซื้อและการวัดใด ๆ ที่ต้องการทั้งความเร็วการทำงานและเฟส ในฐานะอุปกรณ์ออปติคัลที่ใช้แสง เลเซอร์ tachometer เป็นสปีชีส์หนึ่งของ optical tachometer ครอบครัวที่โดดเด่นด้วยลำแสงแคบและระยะการทำงานยาว
1. Operating Principle
วิธีการตรวจวัดทั่วไปสองวิธี และความแตกต่างระหว่างวิธีทั้งสองขึ้นอยู่กับคุณภาพของเป้าหมายเป็นส่วนใหญ่
วิธีเทปสะท้อนแสง (ใช้กันมากที่สุด)
นี่คือวิธีการที่เชื่อถือได้และสามารถทำซ้ำได้ซึ่งใช้สำหรับงานเฟสที่มีความสำคัญ และดำเนินการตามลำดับที่คงที่
- การติดเทป: นำเทปสะท้อนแสงชิ้นเล็ก ๆ ติดที่ก้านหมุน
- การปล่อยแสงเลเซอร์: มาตรวัดความเร็ว ปล่อยลำแสงเลเซอร์ที่มองเห็นได้ โดยทั่วไปเป็นสีแดงที่ประมาณ 650 นาโนเมตร
- การตรวจจับการสะท้อนแสง: เซนเซอร์ประกาศน์ (photodetector) ตรวจวัดความเข้มของแสงที่ส่งกลับมา
- การสร้างพัลส์: เมื่อเทปเลื่อนผ่านลำแสง การสะท้อนแสงที่รุนแรงสร้างพัลส์ที่คมชัด
- การคำนวณความเร็ว: เวลาระหว่างพัลส์คือช่วงเวลาการหมุน ดังนั้น RPM = 60 / ช่วงเวลา (วินาที)
- เฟสอ้างอิง: ขอบหน้าของพัลส์ทำเครื่องหมายตำแหน่งอ้างอิง 0° สำหรับการหมุน
เนื่องจากแต่ละพัลส์กำหนดช่วงเวลา t = 0 สำหรับการหมุน ตัวอย่างการสั่นสะเทือนทุกตัวอย่างจะได้รับตำแหน่งเชิงมุมที่ทราบบนก้านหมุน ซึ่งเป็นฟังก์ชันเดียวกันกับที่อุปกรณ์ติดตั้งอย่างถาวร คีย์เฟสเซอร์ ทำงานบนเครื่องจักรที่ได้รับการคุ้มครอง
วิธีการเปรียบเทียบพื้นผิว
- ตรวจจับคุณลักษณะพื้นผิวตามธรรมชาติ เช่น ร่องสำหรับสลักเข็ม เครื่องหมายที่ขีดลากไว้ หรือการเปลี่ยนแปลงสี
- ไม่ต้องใช้เทปหากความเคียดต่างเพียงพอ
- ไม่มีความน่าเชื่อถือเท่าเทปสะท้อนแสง มีความเสี่ยงที่อาจข้ามหรือนับพัลส์ซ้ำได้
- มีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบความเร็วอย่างรวดเร็วมากกว่าการวัดเฟสแบบความแม่นยำสูง
2. คุณสมบัติหลักและข้อกำหนด
การวัดความเร็ว
- พิสัย: โดยทั่วไป 10–250,000 รอบต่อนาที
- ความถูกต้อง: ±0.01–0.05% ของการอ่านค่า
- Update rate: การแสดงผลแบบเรียลไทม์ รีเฟรชหลายครั้งต่อวินาที
- มติ: 0.1 รอบต่อนาที (ปกติ)
ระยะห่าง (พิสัยการทำงาน)
- ระยะห่างปกติ: 50–500 มม. (2–20 นิ้ว) จากเป้าหมาย
- ระยะห่างที่บรรลุได้ขึ้นอยู่กับกำลังเลเซอร์และคุณภาพของเทปสะท้อนแสง
- ถ้าอยู่ใกล้เกินไป จุดลำแสงจะเล็กเกินไปที่จะตกบนเทปได้อย่างเชื่อถือ ถ้าอยู่ไกลเกินไปจะไม่มีแสงสะท้อนเพียงพอที่จะสัญญาณทริกเกอร์
สัญญาณเอาท์พุต
- หน้าจอดิจิทัล: อ่านรอบต่อนาทีแสดงตรงบนหน้าจออย่างตรงไป
- Analog output: แรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับความเร็ว (โดยทั่วไป 0–10 V)
- Pulse output: พัลส์ TTL หรือลอจิกเวิร์ก หนึ่งครั้งต่อการหมุนรอบหนึ่ง — สัญญาณที่เครื่องวิเคราะห์ใช้จริงๆ
- ทิศทาง: โมเดลบางรุ่นตรวจจับทิศทางการหมุน
3. การประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน
การปรับสมดุลสนาม
- ให้การอ้างอิงเฟสหนึ่งครั้งต่อการหมุนรอบ
- ตำแหน่งของเทปทำเครื่องหมายที่ 0° สำหรับแต่ละ phase-angle การวัด.
- ยืนยันความเร็วในระหว่างการทำให้สมดุลแต่ละครั้ง
- จำเป็นสำหรับ วิธีค่าสัมประสิทธิ์อิทธิพลซึ่งเปรียบเทียบแอมพลิจูดและเฟสก่อนและหลัง น้ำหนักทดลอง.
การวิเคราะห์คำสั่งซื้อ
- สัญญาณความเร็วช่วยให้ติดตามลำดับ โดยทำให้แกนความถี่เป็นมาตรฐานตาม倍数ของความเร็วหมุนเวียน
- ก ตัวกรองการติดตาม ใช้แทคโคมิเตอร์สำหรับการซิงโครไนซ์
- เป็นพื้นฐานของการวิเคราะห์อุปกรณ์ที่ความเร็วแปรผันและของ การเริ่มต้นธุรกิจ and ชายฝั่ง testing.
การวัดเฟส
- พัลส์แทคโคมิเตอร์เป็นตัวกระตุ้นการวัดเฟส
- เครื่องวิเคราะห์กำหนดการหน่วงเวลาของจุดสูงสุดการสั่นสะเทือนเทียบกับพัลส์นั้น
- นี่มีความสำคัญสำหรับการปรับสมดุลและการวินิจฉัยทั้งสองอย่าง — บอกวิศวกรว่า ที่ไหน จุดที่หนักตั้งอยู่
- ความแม่นยำของเฟสขึ้นอยู่กับสัญญาณแทคโคมิเตอร์ที่เสถียรและสะอาดอย่างสมบูรณ์
การตรวจสอบความเร็ว
- ตรวจสอบ RPM อย่างรวดเร็วระหว่างการสำรวจการสั่นสะเทือน
- ยืนยันเพลต ความเร็วเดินเครื่อง.
- ตรวจจับการแปรผันของความเร็ว
- การวัดความเร็วจริงเทียบกับความเร็วซิงโครนัสสำหรับ ลื่น การคำนวณในมอเตอร์เหนี่ยวนำ
4. เทปสะท้อนแสง: การเลือกและการใช้งาน
ประเภทและการคัดเลือก
- เทปสะท้อนแสงย้อนกลับ: สะท้อนแสงตรงกลับไปยังแหล่งกำเนิด ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุดและอดทนต่อมุมการเล็ง
- เทปอลูมิเนียม: สะท้อนแสงที่ดีและประหยัด
- White tape: เหมาะสำหรับการใช้งานหลายอย่าง
- ขนาด: 10–25 มม. (0.5–1 นิ้ว) เป็นค่าทั่วไป
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน
- ทำความสะอาดพื้นผิวก่อนนำเทปมาติด
- ติดเทปบนส่วนเพลาที่เรียบและเป็นทรงกระบอกสม่ำเสมอ
- หลีกเลี่ยงตำแหน่งใด ๆ ที่เทปอาจติดกับชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง
- ใช้เทปเพียงชิ้นเดียวต่อการหมุนครั้งเดียว — เทปหลายชิ้นทำให้เครื่องมือสับสน
- กดขอบให้แน่นเพื่อป้องกันการลอกเทปเมื่อหมุนด้วยความเร็วสูง
- ทำเครื่องหมายตำแหน่งมุมหากเทปจะใช้เป็นจุดอ้างอิงการสมดุล
5. เครื่องวัดรอบแบบเลเซอร์ในสนาม
บนเครื่องมือแบบพกพา เครื่องวัดรอบไม่ใช่ชิ้นส่วนเสริม — เป็นองค์ประกอบที่ทำให้สามารถสมดุลเพลาในระนาบเดียวและสองระนาบได้ที่สถานที่ บาลานเซ็ต-1A มีเครื่องวัดรอบแบบออปติคัลเลเซอร์ที่ทำงานจากเทปสะท้อนแสง ทำงานได้ที่ระยะห่าง 50–500 มม. ในช่วงความเร็ว 250–90,000 รอบต่อนาที อิมพัลส์ต่อการหมุนครั้งเดียวจ่ายสัญญาณอ้างอิงเฟสที่ซอฟต์แวร์ต้องการในการคำนวณ น้ำหนักการแก้ไข มวลและมุม และจากนั้นเพื่อยืนยัน ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ หลังจากการแก้ไข เนื่องจากอิมพัลส์เดียวกันนี้ยังให้ความเร็วรอบที่แม่นยำ วิศวกรสามารถจับคู่ความถี่ที่วัดได้กับส่วนประกอบเฉพาะและแยกแยะ เช่น ความถี่ ฮาร์โมนิกส์ จาก ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน in one survey.
6. ข้อดีเมื่อเทียบกับเครื่องวัดรอบแบบอื่น
เทียบกับเครื่องวัดความเร็วรอบแบบสัมผัส
- เลเซอร์: ไม่ต้องสัมผัส ปลอดภัยกว่า ไม่ทำให้เพลาเสียหาย ทำงานได้ทุกความเร็ว
- ติดต่อ: ต้องสัมผัสทางกายภาพ จึงเกิดความเสียดสี ถูกจำกัดไว้ที่ความเร็วต่ำกว่า และมีความเสี่ยงต่อการเสียหายพื้นผิวเพลา
เทียบกับปิ๊กอัพแม่เหล็ก
- เลเซอร์: ทำงานได้กับวัสดุใด ๆ ต้องเพียงการติดเทปแบบง่าย ๆ และอนุญาตการวางตำแหน่งจุดอ้างอิงได้อย่างแม่นยำ
- แม่เหล็ก: ต้องใช้เป้าหมายแม่เหล็ก มักจะเป็นการติดตั้งแบบถาวร และมีความยืดหยุ่นในการวางตำแหน่งต่ำกว่า
เทียบกับไฟสโตรบ
- เลเซอร์: ให้การวัดโดยตรงเชิงปริมาณและผลลัพธ์อ้างอิงเฟส
- สโตรบ: ก สโตรโบสโคป ให้การสังเกตด้วยตาเท่านั้น — จับคู่อัตราแฟลชแทนการวัด และไม่ให้สัญญาณเฟส
7. ปัญหาทั่วไปและวิธีแก้ไข
สัญญาณไม่เสถียรหรือขาดหาย
- สาเหตุ: เลนส์สกปรก ระยะห่างไม่เหมาะสม เทปคุณภาพต่ำ หรือการรบกวนจากแสงโดยรอบ
- โซลูชั่น: ทำความสะอาดเลนส์ ปรับระยะห่าง เปลี่ยนเทป และป้องกันเป้าหมายจากแสงสว่างที่รุนแรง แสงแดดโดยตรงที่เซนเซอร์เป็นสาเหตุที่พบบ่อย และสามารถแก้ไขได้โดยการบังแสง
การอ่านเร็วที่ไม่ถูกต้อง
- เทปหลายชิ้น: อาจให้ค่าที่เป็นทวีคูณของความเร็วจริง (การทริกเกอร์สองครั้ง)
- พื้นผิวสะท้อนแสง: เพลาส่องแสงหรือคุณลักษณะสว่างอื่นอาจตรวจพบแทนหรือนอกเหนือจากเทป
- สารละลาย: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีเครื่องหมายอ้างอิงเพียงครั้งเดียวต่อการหมุนหนึ่งครั้ง และใช้เทปด้านบอดกับการจ้องดูอย่างระมัดระวัง
ข้อผิดพลาดในการวัดเฟส
- ตำแหน่งเทปได้เลื่อนจากมุมอ้างอิงเดิม
- เทปกำลังพูดหรือคลานระหว่างการทำงาน
- สารละลาย: ยึดเทปให้แน่น ยืนยันตำแหน่ง และติดตั้งใหม่หากจำเป็น
เครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการวิเคราะห์และปรับสมดุลการสั่นสะเทือนสมัยใหม่ ให้การวัดความเร็วและเฟสแบบไร้สัมผัสที่ปลอดภัย แม่นยำ การผสมผสานระหว่างความสะดวกสบาย ความแม่นยำ และความหลากหลาย ทำให้เครื่องวัดความเร็วรอบแบบเลเซอร์กลายเป็นมาตรฐานสำหรับงานสั่นสะเทือนภาคสนาม แทนที่เทคโนโลยีเครื่องวัดความเร็วรอบแบบสัมผัสและแบบแม่เหล็กแบบเดิมในงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่.
