ทำความเข้าใจสัญญาณมาตรวัดรอบเครื่องยนต์
ใน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน, เครื่องวัดความเร็วรอบ คือเซนเซอร์ที่สร้างพัลส์เวลาให้สอดคล้องกับการหมุนของเพลา มันทำหน้าที่สองอย่างพร้อมกัน: วัดความเร็วขณะเดินเครื่อง (RPM) ได้อย่างแม่นยำสูง และ — ที่สำคัญยิ่งกว่า — มันให้ เฟส reference แก่เครื่องวิเคราะห์ หากไม่มี reference นี้ การถ่วงสมดุลและการวินิจฉัยโรเตอร์ขั้นสูงส่วนใหญ่เป็นไปไม่ได้เลย
1. คำจำกัดความ: Tachometer คืออะไร?
เอาต์พุตของ tachometer เป็นชุดพัลส์ที่สะอาด ส่วนใหญ่มักเป็นพัลส์ หนึ่งครั้งต่อรอบ ในเชิงหน้าที่ มันเหมือนกับสัญญาณจาก คีย์เฟเซอร์, และสองคำนี้จึงมักใช้แทนกันได้ แต่ละพัลส์ระบุขณะเวลา t = 0 สำหรับหนึ่งรอบการหมุน ทำให้ตัวอย่างการสั่นสะเทือนทุกตัวมีตำแหน่งเชิงมุมบนเพลาที่ทราบ ข้อเท็จจริงเพียงอย่างเดียวนี้ — การรู้ว่า โดยที่ เพลาอยู่ที่ไหนในแต่ละขณะ — คือสิ่งที่เปลี่ยนร่องรอยการสั่นสะเทือนดิบให้เป็นข้อมูลวินิจฉัยที่นำไปใช้ได้จริง
2. Tachometer ทำงานอย่างไร
ชุด tachometer สำหรับงานสั่นสะเทือนมีสองส่วน:
- เป้าหมายบนเพลา — ลักษณะเฉพาะที่เซ็นเซอร์ตรวจจับครั้งละครั้งต่อการหมุน: เทปสะท้อนแสง หมุดสเกรว ช่องเพลา ร่องหรือฟันเกียร์ที่มีอยู่
- เซ็นเซอร์คงที่ ชี้ไปที่เป้าหมาย ประเภททั่วไป ได้แก่:
- มาตรวัดรอบโฟโตอิเล็กทริก/เลเซอร์ — ปล่อยลำแสงและตรวจจับการสะท้อนจากเทปสะท้อนแสง ส่งพัลส์ทุกครั้งที่เทปผ่าน ซึ่งเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับแบบพกพา การถ่วงสมดุลภาคสนาม เนื่องจากไม่ต้องเตรียมเพลานอกจากการติดเทป
- โพรบความใกล้ชิด (eddy-current) — ตรวจจับช่องเพลาหรือร่องโดยไม่สัมผัส ซึ่งเป็นแบบ Keyphasor ที่ติดตั้งถาวรแบบเดิมที่ยาวนาน
- เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ — ตรวจจับแม่เหล็กขนาดเล็กที่ติดอยู่กับเพลา
ไม่ว่าเซ็นเซอร์จะเป็นแบบใด สัญญาณพัลส์ของมันจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องวิเคราะห์พร้อมกับ มาตรความเร่ง สัญญาณ โดยล็อกข้อมูลการสั่นสะเทือนไปที่มุมของเพลา
3. บทบาทสองประการของสัญญาณมาตรวัดรอบ
การวัดความเร็ว
โดยการวัดเวลาช่วงระหว่างพัลส์ เครื่องวิเคราะห์จะได้ RPM ทันทีและมีความแม่นยำสูง ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่ามาตรวัดรอบติดตั้งด้วยมือและจำเป็นต่อการจับคู่ความถี่การสั่นสะเทือนกับส่วนประกอบเฉพาะของเครื่องจักร เช่น การแยก ฮาร์มอนิกความเร็วในการทำงาน จาก ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน.
เฟสอ้างอิง
นี่คือบทบาทที่สำคัญ เครื่องวิเคราะห์จะวัดความล่าช้าระหว่างพัลส์มาตรวัดรอบและจุดสูงสุดของส่วนประกอบการสั่นสะเทือน เช่น การตอบสนอง 1× ความไม่สมดุล การตอบสนอง — และแปลงค่าหน่วงเวลานั้นให้เป็นมุมเฟส เฟสที่วัดได้คือเฟสของการตอบสนองเทียบกับพัลส์ของทาโคมิเตอร์ ไม่ใช่มุมของจุดหนัก (heavy spot) เอง — การตอบสนองจะล้าหลังจุดหนักด้วยค่าที่ขึ้นอยู่กับว่าความเร็วรอบที่ใช้งานใกล้เคียงกับความถี่เรโซแนนซ์มากเพียงใด (ใกล้ 0° เมื่ออยู่ต่ำกว่ามาก, 90° เมื่ออยู่ที่ความถี่เรโซแนนซ์, ใกล้ 180° เมื่ออยู่สูงกว่า) บวกกับความล่าช้าของอุปกรณ์ — ดังนั้นตำแหน่งของ น้ำหนักแก้ไข คำนวณด้วยวิธีสัมประสิทธิ์อิทธิพล (trial-weight) แทนการอ่านตรงจากเฟส เฟสยังเป็นพื้นฐานของ:
- การถ่วงสมดุลหน้างาน — เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการอ้างอิงเฟส เครื่องวิเคราะห์ใช้แอมพลิจูดและเฟสก่อนและหลังการติดน้ำหนักทดลองเพื่อคำนวณการแก้ไข
- การวิเคราะห์ออร์เดอร์ — การปกติแกนความถี่เป็นทวีคูณ (order) ของความเร็วในการทำงาน ซึ่งจำเป็นสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานด้วยความเร็วแปรผัน
- กราฟขั้นสูง — โบเด, นีควิสต์ และ วงโคจร แผนภาพทั้งหมดต้องใช้เครื่องหมายเฟสจากเครื่องวัดความเร็ว
4. เครื่องวัดความเร็วในการสมดุลภาคสนามในทางปฏิบัติ
บนเครื่องมือพกพา เครื่องวัดความเร็วไม่ใช่อุปกรณ์ทางเลือก — เป็นส่วนประกอบที่ทำให้สามารถสมดุลระนาบเดียวและสองระนาบในสถานที่ได้ Balanset-1A มาพร้อมกับเครื่องวัดความเร็วแบบเลเซอร์ออปติกัลที่ทำงานจากเทปสะท้อนแสงขนาดเล็กบนเพลา โดยทำงานในระยะ 50–500 มม. และในช่วง RPM 250–90,000 แบบเต็ม พัลส์รอบต่อรอบของมันจ่ายการอ้างอิงเฟสที่ซอฟต์แวร์ต้องการ เพื่อคำนวณมวลและมุมของน้ำหนักสมดุลแต่ละน้ำหนัก และเพื่อตรวจสอบ ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่ หลังการแก้ไข โดยพื้นฐานแล้ว พัลส์เครื่องวัดความเร็วอันธรรมดาคือกระดูกสันหลังการจับเวลาของกระบวนการสมดุลทั้งหมด
5. ข้อผิดพลาดทั่วไป
- การทำงานซ้ำ: เพลาที่ส่องแสงหรือคุณลักษณะการสะท้อนแสงที่สองสามารถสร้างพัลส์เพิ่มเติม ทำให้ RPM ที่รายงานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า เทปอ่อนและการเล็งที่ระมัดระวังป้องกันได้
- พัลส์อ่อนหรือหายไป: เทปสกปรก ระยะห่างมากเกินไป หรือมุมการเล็งไม่ดีทำให้เกิดการหยุด ซึ่งทำให้เฟสเสีย เทปเป้าหมายสะอาดและตัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัส และระยะที่ถูกต้องแก้ไขปัญหาส่วนใหญ่
- แสงโดยรอบ: แสงแดดโดยตรงบนเซ็นเซอร์สามารถท่วมเครื่องวัดความเร็วแบบเลเซอร์ การบังเงาเป้าหมายคืนค่าพัลส์ที่เชื่อถือได้
