ทำความเข้าใจสัญญาณมาตรวัดรอบเครื่องยนต์
ใน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือน, a เครื่องวัดรอบ is a sensor that produces a timing pulse synchronised to the rotation of a shaft. It does two jobs at once: it measures running speed (RPM) with high precision, and — far more importantly — it gives the analyser a เฟส reference. Without that reference, balancing and most advanced rotor diagnostics are simply impossible.
1. Definition: What is a Tachometer?
The tachometer output is a clean pulse train, most often a once-per-revolution pulse. Functionally it is identical to the signal from a คีย์เฟเซอร์, and the two terms are frequently used interchangeably. Each pulse marks the instant t = 0 for a revolution, giving every vibration sample a known angular position on the shaft. That single fact — knowing ที่ไหน the shaft is at each moment — is what turns a raw vibration trace into actionable diagnostic information.
2. How a Tachometer Works
A tachometer setup for vibration work has two parts:
- A target on the shaft — ลักษณะเฉพาะที่เซ็นเซอร์ตรวจจับครั้งละครั้งต่อการหมุน: เทปสะท้อนแสง หมุดสเกรว ช่องเพลา ร่องหรือฟันเกียร์ที่มีอยู่
- เซ็นเซอร์คงที่ ชี้ไปที่เป้าหมาย ประเภททั่วไป ได้แก่:
- มาตรวัดรอบโฟโตอิเล็กทริก/เลเซอร์ — ปล่อยลำแสงและตรวจจับการสะท้อนจากเทปสะท้อนแสง ส่งพัลส์ทุกครั้งที่เทปผ่าน ซึ่งเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับแบบพกพา การปรับสมดุลของสนาม เนื่องจากไม่ต้องเตรียมเพลานอกจากการติดเทป
- โพรบความใกล้ชิด (eddy-current) — ตรวจจับช่องเพลาหรือร่องโดยไม่สัมผัส ซึ่งเป็นแบบ Keyphasor ที่ติดตั้งถาวรแบบเดิมที่ยาวนาน
- เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ — ตรวจจับแม่เหล็กขนาดเล็กที่ติดอยู่กับเพลา
ไม่ว่าเซ็นเซอร์จะเป็นแบบใด สัญญาณพัลส์ของมันจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องวิเคราะห์พร้อมกับ เครื่องวัดความเร่ง สัญญาณ โดยล็อกข้อมูลการสั่นสะเทือนไปที่มุมของเพลา
3. บทบาทสองประการของสัญญาณมาตรวัดรอบ
การวัดความเร็ว
โดยการวัดเวลาช่วงระหว่างพัลส์ เครื่องวิเคราะห์จะได้ RPM ทันทีและมีความแม่นยำสูง ซึ่งมีความแม่นยำมากกว่ามาตรวัดรอบติดตั้งด้วยมือและจำเป็นต่อการจับคู่ความถี่การสั่นสะเทือนกับส่วนประกอบเฉพาะของเครื่องจักร เช่น การแยก ฮาร์มอนิกความเร็วในการทำงาน จาก ความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน.
เฟสอ้างอิง
นี่คือบทบาทที่สำคัญ เครื่องวิเคราะห์จะวัดความล่าช้าระหว่างพัลส์มาตรวัดรอบและจุดสูงสุดของส่วนประกอบการสั่นสะเทือน เช่น การตอบสนอง 1× ความไม่สมดุล — และแปลงความล่าช้านั้นเป็นมุมเฟส เฟสคือสิ่งที่บอกให้วิศวกรทราบ ที่ไหน จุดหนักอยู่ที่ไหน ดังนั้นจึงควรเพิ่มจุดไหน น้ำหนักการแก้ไขจุดหนัก เฟสยังรองรับ:
- การปรับสมดุลของสนาม — เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการอ้างอิงเฟส เครื่องวิเคราะห์ใช้แอมพลิจูดและเฟสก่อนและหลังการติดน้ำหนักทดลองเพื่อคำนวณการแก้ไข
- การวิเคราะห์คำสั่งซื้อ — การปกติแกนความถี่เป็นทวีคูณ (order) ของความเร็วในการทำงาน ซึ่งจำเป็นสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานด้วยความเร็วแปรผัน
- Advanced plots - โบเด, นีควิสต์ and วงโคจร แผนภาพทั้งหมดต้องใช้เครื่องหมายเฟสจากเครื่องวัดความเร็ว
4. เครื่องวัดความเร็วในการสมดุลภาคสนามในทางปฏิบัติ
บนเครื่องมือพกพา เครื่องวัดความเร็วไม่ใช่อุปกรณ์ทางเลือก — เป็นส่วนประกอบที่ทำให้สามารถสมดุลระนาบเดียวและสองระนาบในสถานที่ได้ บาลานเซ็ต-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
- Ambient light: แสงแดดโดยตรงบนเซ็นเซอร์สามารถท่วมเครื่องวัดความเร็วแบบเลเซอร์ การบังเงาเป้าหมายคืนค่าพัลส์ที่เชื่อถือได้
