了解 Keyphasor
A 鍵相 是 Bently Nevada 的商標名稱,指一種從旋轉軸提供每轉一次計時參考的感測器。雖然「Keyphasor」是商標,但該術語在業界被廣泛用於指代任何等效的相位參考傳感器或 轉速計。該感測器通常為渦流 近接探頭 對準軸上單一、獨特的特徵——鍵槽、凹槽、鑽孔或平面。每次該特徵掃過探頭尖端時,輸出電壓都會產生一個尖銳、重複的脈衝,標記該瞬間軸的精確旋轉位置。
1. 定義:什麼是 Keyphasor?
在功能上,Keyphasor 脈衝與對準反光膠帶的光學測速儀信號相同;差異主要在於感測技術,以及近接探頭 Keyphasor 通常是關鍵機器的永久固定裝置。重要的是脈衝攜帶的資訊:它定義了 t = 0 每轉的基準,為分析儀提供固定的角度基準,以便對每個振動樣本進行計時。這一個參考基準將原始振動波形與完全可解譯的診斷記錄區分開來。
2. 為什麼 Keyphasor 信號至關重要?
除了振動信號本身,Keyphasor 無疑是高級轉子診斷中最有價值的信號。它解鎖了僅憑振幅數據無法實現的多項功能。
相位測量
Keyphasor 的主要功能是實現 相位 — the timing relationship between the pulse and the peak of the 1× (運轉速度)振動。此相位角是轉子相對於脈衝的響應相位——它並不直接指向重點(不平衡),因為響應滯後於重點,滯後量取決於運轉轉速與 共振 的接近程度(從遠低於時的近 0°,經過時的 90°,到高於時的近 180°),加上儀器延遲。因此,校正角度是通過影響係數(試重)方法得出的,可重複的相位讀數對於以下應用不可或缺:
如果您在解讀這些讀數時需要手動合成或分解振動向量,我們的 振動相位角計算器 可處理三角函數計算。
精確轉速測量
通過計時脈衝間隔,分析儀可得出高精度的旋轉轉速(RPM),這對於將振動頻率與軸的實際運動關聯起來,以及將軸相關分量與其他分量分離至關重要。
階次分析
使用 Keyphasor 作為計時參考,可使 振動分析儀 執行 階次分析。分析儀顯示的不是頻率(Hz)軸的頻譜,而是基於階次的頻譜,其中「階次」是運轉轉速的倍數(1×、2×、3× 等)。這在變速機器上極具價值,因為階次峰值(例如 1× 不平衡峰值)即使轉速變化也會在圖表上保持固定,使趨勢和模式更容易追蹤。
高級圖表生成
Keyphasor 信號是振動分析中最強大診斷圖表的前提條件:
- 波德圖: 振幅和相位隨轉速變化,用於識別 臨界轉速 啟動和停機過程中的現象。
- 極座標圖: 升速/惰轉降速數據的另一種視圖,將振動向量的幅值和相位追蹤為單一曲線。
- 軌跡圖: 由一對 X-Y 近接探頭構建,Keyphasor 脈衝在軌跡上放置一個遮罩點,揭示軸進動方向,並有助於診斷諸如 油膜渦動 或 軸裂紋.
3. 安裝與設置
正確的安裝至關重要。探頭必須剛性安裝,並對準軸上單一、清晰、獨特的特徵——多個特徵或第二個反光標記會導致雙重觸發和轉速虛假翻倍。探頭尖端與軸之間的間隙必須設置在線性範圍內,並配置電壓輸出,使數據採集系統每轉都能在清晰、尖銳的邊沿觸發。微弱、嘈雜或間歇的脈衝會破壞相位並影響所有後續計算,因此在動平衡運行前驗證脈衝品質是值得投入的時間。
4. The Keyphasor in Practical Field Work
在永久安裝儀表的渦輪機械上,Keyphasor 是固定近接探頭通道,與伴隨的 渦流探頭一起接入監控系統。對於沒有此類儀表的一般用途機器,便攜式分析儀通過對準反光膠帶的光學測速儀將相同的每轉參考帶到現場。雙通道 Balanset-1A 工作原理如下:其測速儀脈衝提供軟體計算每個平衡配重質量和角度所需的相位基準,並驗證 剩餘不平衡 校正後的結果。無論脈衝來自內置 Keyphasor 還是夾式光學感測器,該計時標記都是整個動平衡校正和診斷工作流程的 backbone(核心)。