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每台 Balanset-1A 和 Balanset-4A 均随附相同的 Windows 程序,该程序集振动测量仪、FFT 分析仪和现场动平衡计算器于一体。它可测量 mm/s 单位的总体 RMS 值、带幅值和相位的 1x 分量、转速(RPM)、频谱、波形、轴心轨迹和惰走,然后根据您自己的试重运行为 1 到 4 个校正平面计算校正配重,并依据 ISO 1940 检查剩余不平衡量。该程序可在 Windows 7 至 Windows 11 上本地运行,通过 USB COM 端口读取仪器数据,无需互联网连接、云账户或订阅。

Balanset 软件是什么,以及谁在使用它

Balanset 程序是一款单一的 Windows 应用程序,使用相同的仪器和相同的传感器完成两项工作。它可测量机器振动:总体 RMS 电平、带幅值和相位的 1x 转动分量、转速(RPM)、频谱、波形、轴心轨迹和惰走。它还可以对处于自身轴承中的转子进行动平衡,支持 1、2、3 或 4 个校正平面,并根据您在自己机器上进行的试重运行计算校正配重。因此,诊断与修复可以在同一现场、同一次作业中完成,无需将数据导出到第二种工具中。

Balanset main window with a connected instrument: measurement mode buttons, live channel readouts and the USB status line
已连接设备的主窗口。

该程序专为在现场对转子进行动平衡的维护和维修工程师设计,适用于风机、鼓风机、叶轮、破碎机、螺旋输送机、离心机、涡轮机、砂轮和传动轴等设备。转子无需拆卸,保持在自身轴承中,并在其实际运行的正常工作转速下完成动平衡。

它是一款普通的本地 Windows 应用程序,而非网络服务。没有云端、没有账户、也没有订阅,仪器数据通过 USB COM 端口读取。即使是完全没有网络连接的现场笔记本电脑,也是一套完整可用的工作方案。

该软件已包含在仪器中。Balanset-1A 售价为 €1,975,Balanset-4A 售价为 €6,803。规格与订购信息请见 Balanset-1A 产品页面Balanset-4A 产品页面,售前问题可通过以下方式发送给我们: WhatsApp.

一款程序,两种仪器

同一款程序可同时服务于两种仪器,并能识别当前连接的是哪一种。它会从固件中读取通道数量,当 Ch-3 和 Ch-4 在物理上不存在时将其隐藏,因此界面绝不会提供硬件无法实现的测量项。

各仪器的通道数与校正平面数量限制
仪器 振动通道 转速通道 最大校正平面数 价格
Balanset-1A 2 (Ch-1, Ch-2) 1 2 €1,975
Balanset-4A 4(Ch-1 至 Ch-4) 1 4 €6,803

最大校正平面数量等于振动通道数量。三个和四个校正平面仅在四通道的 Balanset-4A 上,且仅在 Modern 动平衡表单中可用;在 Balanset-1A 上,最大平面数为两个。

需要固件 5.5.0 或更高版本

之所以将这一点放在页面顶部而非脚注中,是因为它决定了程序是否能够进行测量。此版本软件仅支持仪器固件 5.5.0 或更高版本进行测量。在固件 4.10.x 以及中间版本 5.0.x 至 5.4.x 上,设备仍可被检测到,其 COM 端口仍然可见,但不会开始测量,连接状态栏会显示 “Firmware not supported on COMx”。固件本身可在程序内的 “Updates” 窗口中更新。

连接、键盘与颜色编码

程序中的任何位置都没有 Connect 按钮。它大约每 1.5 秒扫描一次 COM 端口,可以在任何时刻检测到仪器,包括在测量窗口已经打开的情况下热插拔。窗口标题会显示型号、COM 端口和固件版本,因此您始终清楚自己正在与哪台设备通信。

Green USB status line showing the connected Balanset module, its COM port and its firmware version
设备已连接:状态栏会显示型号、COM 端口和固件版本。

整个程序都可以通过键盘操作,F1 至 F10 均可使用,F12 可将当前窗口保存为 PNG 截图,存放到 Documents\Bs1A\Screenshots 中。在现场笔记本电脑上,一只手扶着机器、周围又没有可用的鼠标操作台面时,这正是记录下结果与丢失结果之间的差别。

Main-window buttons labelled with their function keys from F1 to F10
主窗口的每个按钮标题中都标有其快捷键。

通道颜色编码在每一个图表、表格和报告中都保持一致,因此打印出的协议中的颜色与屏幕上的颜色含义相同:

  • Ch-1 为深红色。
  • Ch-2 为蓝色。
  • Ch-3 为绿色。
  • Ch-4 为琥珀色。
  • Tacho 为洋红色。

Vibration Meter:实时读数、惰走和轴心轨迹

在成为一台动平衡仪之前,该产品首先是一台实用的振动测量仪。Vibration Meter 窗口会同时流式显示所有通道的数值,并在您移动传感器、改变转速或等待机器稳定时持续将数值保持在屏幕上。对于每个通道,它会显示四个数值,其中星号代表通道编号。

Vibration meter window streaming overall RMS, 1x amplitude, phase and RPM for two channels alongside the waveform chart
Vibration Meter 窗口概览。
每个通道的实时读数
读数 说明
V*s 工作频带内的总体 RMS 振动速度,单位为 mm/s。
V*o 1x 分量,即发生在转动频率处的振动部分,单位为 mm/s。
F* 该 1x 分量的相位,单位为度,以转速标记为参考基准。
转速 由激光转速传感器测得的转速。

该测量仪内共有六个选项卡:

  • “Wave” 显示时域波形。
  • “Spectrum” 显示 FFT 频谱,可以是单位为 mm/s 的速度频谱,也可以是单位为 m/s2 的加速度频谱。
  • “Speed” 显示转速随时间的变化。
  • “Run-down” 在惰走过程中记录 1x 幅值和相位随转速下降的变化。
  • “X-Y Orbit” 根据两个通道的数据绘制轴心运动轨迹。
  • “Bump test” 通过锤击激励查找固有频率,该功能为实验性功能,默认处于关闭状态。

稳定性指示器可告诉操作人员何时可以信任读数。程序会监测最近数值的离散程度,当变异系数在连续两次评估中都保持在 10% 以下时报告为 STABLE,当变异系数超过 20% 时报告为 UNSTABLE。低于 0.005 mm/s 的信号会被视为无信号,而不是一个非常小的信号。这就是记录下一次真实测量与记录下噪声之间的实际差别。

F9 可冻结当前测量值,以便在机器仍在运行时读取该数值、与下一次测量进行比较,并将其纳入报告。当需要在其他地方编制文档时,图表可导出为 BMP 或 WMF 格式。

惰走:在动平衡之前查找共振

Completed run-down record showing 1x amplitude and phase for two channels as the speed falls from 3000 to 300 rpm
一次已完成的双通道惰走测量,转速从 3000 rpm 降至 300 rpm。

惰走测量的记录方法是:先让转子升速运转,然后关闭驱动使其自由减速。程序会记录 1x 幅值和相位随转速下降的变化,并在达到 “Low RPM” 阈值时自动停止,该阈值可在 100 至 2000 之间调整,默认值为 300。共振表现为幅值出现峰值,同时伴随大约 180 度的相位反转,正是这两个特征同时出现,而不仅仅是幅值峰值本身,才能用来判断存在共振。

从成本角度看,这是本页所有测试项目中最廉价的一项。在支承共振附近进行动平衡是不可靠的,因为幅值会被放大、相位会漂移,所以经过多次试重运行仍无法收敛的作业,往往是因为机器正运行在接近临界转速的区域。在作业开始前花两分钟做一次惰走测试就能发现这一点,并避免浪费无谓的运行次数。

X-Y Orbit:轴心运动的轨迹形状

X-Y orbit chart in 1x mode plotting the shaft centre path from two perpendicular channels on a 1 to 1 axis scale
X-Y Orbit 的 1x 模式视图。

X-Y Orbit 会以 1:1 的坐标轴比例绘制两个通道对应的轴心运动路径,因此形状不会因比例缩放而失真。共有三种模式可选:“Unsynced”、“Sync (raw)” 和 “1x”。在 Balanset-4A 上,通道 3 和通道 4 会在第一个轨迹图旁绘制第二个轨迹图,因此可以在同一窗口中并排观察两个轴承。

转速标记决定的内容

如果没有反光标记和正常的转速信号,就只能获得 V*s 和频谱数据。V*o 和相位将无法获取,“Sync (raw)” 和 “1x” 轨迹模式也将失去意义。程序会如实地将这种状态标注为 “No tacho – RMS only” 模式。在该模式下无法进行动平衡,因为校正角度只能通过相位来计算。

当转速(RPM)显示为短横线时,说明此刻没有转速脉冲信号。程序会刻意避免在屏幕上保留一个过时的转速数值,因此这些短横线本身就是一种信息提示,而不是故障。

报告可直接从测量仪中生成。稳态 HTML 振动测量仪报告和单独的惰走报告都无需进入动平衡流程即可生成,因此即便一次巡检没有发现任何问题,最终也能得到一份可以提交的文档。

Analyzer:频谱、谐波与数据导出

Analyzer 用于回答在开始任何动平衡作业之前都要先弄清楚的问题:这真的是不平衡问题吗?试重运行会耗费时间并需要停机,而无论使用多少校正配重,都无法修复磨损的轴承、松动的地脚或不对中的联轴器。是否值得开始动平衡作业,正是由 Analyzer 来判断的。

Analyzer window on the Spectrum tab showing the FFT spectrum in Hz with the acquisition settings alongside
Analyzer 窗口,以 Hz 为单位的 Spectrum 选项卡。

Analyzer 共有四个选项卡:

  • “F2 – Overall vibration” 显示每个通道的宽频总电平。
  • “F3 – 1x vibration” 显示带幅值和相位的转动分量。
  • “F4 – Harmonics” 以数值形式列出 1x 至 10x 各次谐波的幅值。
  • “F5 – Spectrum” 以 Hz 为单位显示完整的 FFT 频谱。
Harmonics tab listing the numeric amplitudes of the orders 1x to 10x for each measurement channel
F4 选项卡上以数值形式列出的 1x 至 10x 谐波。

1x 至 10x 的谐波以数值形式列出,工程师正是借助这些数据将不平衡与不对中、机械松动以及叶片通过效应区分开来。不平衡会将能量集中在 1x 处,而其他故障则会在更高的谐波阶次中表现出来。程序提供数据,而解读工作则留给工程师,这正是恰当的分工方式。

Analyzer 采集设置
设置 可选值 默认值
频率范围 64、128、320、640 或 1024 Hz 320 Hz
累积长度 8、16、32、64 或 128 转 16 转
显示 FFT 最多 32768 个采样点
平均值 指数平均,基于 8 帧
RMS 窗口 固定的 4096 采样点窗口,独立于显示用 FFT 单独计算
Spectrum zoomed with the mouse wheel around the 1x peak, with the exact frequency and amplitude printed in the chart title
鼠标滚轮可围绕 1x 峰值进行缩放,精确数值会显示在图表标题中。

鼠标滚轮可围绕某个峰值对图表进行缩放,精确数值会显示在图表标题中,而不需要您根据坐标轴自行估算。为便于留存证据和后续分析,Analyzer 既可以导出图片,也可以导出原始数据。

Analyzer 导出格式
文件 内容
JPEG 图像 与屏幕显示完全一致的图表,可用于报告或邮件。
Garmoniki.txt 1x 至 10x 的谐波表,以纯文本表格形式呈现。
WAWE.txt 时域波形采样数据,以纯文本表格形式呈现。
SPK.txt 频谱数据,以纯文本表格形式呈现。

这三个文本文件都可以直接在 Excel 中打开,因此今天记录的频谱可以与六个月前记录的频谱进行对比,使用贵公司现有的任何工具即可完成。

有一条操作提示可以帮您省去一次技术支持工单:Analyzer 和 Signal Monitor 通过同一个 COM 端口从同一台仪器进行数据流传输。如果这两个流式传输窗口同时保持打开,经典的 “Run 0” 可能会因端口错误而失败。将两个窗口都关闭,然后重新进行该运行即可。

Bump test:查找固有频率(实验性功能)

在用户手册中,Bump test 被标注为实验性功能,默认处于关闭状态。可以通过 “F4 – Settings” 选项卡上的复选框启用该功能,启用后它会在 Vibration Meter 中显示为一个选项卡。我们在这里的描述与手册完全一致,将其视为一项处于试用阶段的功能,而非已经完成的模块。

Settings tab with the experimental Bump test checkbox that enables the feature
F4 – Settings 选项卡上的 Bump test 复选框;该功能在您手动开启之前默认处于关闭状态。

测试本身很简单。在转子停止的状态下,用软锤敲击传感器旁边的结构。支承结构会以其自身的固有频率发生振铃,程序会捕捉这种振铃现象,并按通道报告以 Hz 和 RPM 表示的固有频率 f0、品质因数 Q,以及阻尼比 z = 1/(2*Q)。分析频带为 12 至 600 Hz,结果由多次被接受的敲击取平均得出。

Bump test tab armed and waiting for an impact, with the background level measured and the trigger ready
Bump test 选项卡,已处于待触发状态,等待敲击。

捕获过程如何运作:可供核实的具体数值

Bump test 捕获参数
参数 价值
背景校准 触发前约 0.25 秒
触发阈值 实测背景电平的 8 倍
捕获窗口 约0.6秒,其中约包含撞击前十分之一的采集窗口。
预备超时 30 s
分析频带 12 至 600 Hz
削波标志 在ADC量程约91%处被触发

使用手册中给出的精度(未经向上取整)约为Q值的±5%,适用于Q在20至100之间、共振频率在80至400 Hz之间的清晰撞击。超出该范围时,该数值仅作参考,而非实测值。

操作技巧,以及如何解读警告信息

  • 敲击传感器旁边的结构,切勿直接敲击传感器本身。
  • 在敲击之前,先停止转子转动。
  • 避免因锤子回弹造成的二次敲击,因为第二次撞击会落在采集窗口内。
  • (!) 标记表示信号在ADC量程约91%处发生削波,结果为近似值;请减小敲击力度并重新测量。
  • 稳定音消息表示所记录到的是持续振荡而非一次撞击,因此该记录不是有效的 bump test。
  • 只有最显著的峰值才会被计入结果表。
Bump test result grid listing natural frequency, quality factor and damping for two channels after three accepted strikes
三次有效敲击后的双通道 bump test 结果:每个通道分别给出 f0、Q 和阻尼值。

使用该功能的理由虽然有限,但很有价值:它能告诉你运行转速是否接近支撑结构的共振点,这正是动平衡工作无法收敛的常见原因。惰走测量能在转子降速过程中发现同样的问题;而 bump test 则是在设备停止运转时发现该问题,这有时是生产排期能够给予的唯一机会。

动平衡的工作原理:Run 0、试重运行与 trim run

Balanset 在转子自身轴承中对其进行动平衡。转子始终留在设备中,安装在自身支撑上,并在正常运行转速下完成平衡。程序不依赖任何设备数据库:程序打印出的每一克质量和每一度角度,都是根据对该特定转子在一段简短且固定的测量序列中所采集的数据计算得出的。无论是1、2、3还是4个校正平面,该测量序列都相同,且在两种平衡形式下也保持一致。

三个阶段,以及每个阶段的产出

阶段 跑步 操作者需要做什么 程序得到什么数据
1. 初始测量 Run 0 使转子升速至其正常运行转速,保持原状,不添加任何配重。 各平面初始振动幅值以及 1x 分量的相位。
2. 试重运行 Run 1 至 Run 4,每个校正平面对应一次运行。 停止转子,在已知半径和标记角度位置安装已知质量的试重,再次升速运行,然后将试重移到下一个平面。 该设备的影响系数,即每个平面的振动如何响应各平面上已知质量的变化。
3. 校正与验证 Run T (Trim balancing) 安装计算得到的校正配重,然后再次运行转子。 剩余振动、以 g*mm 为单位的剩余不平衡量,以及相对于公差的 PASS 或 FAIL 判定结果。
Balancing window with Run 0 already measured and the Run 1 trial mass card active, plane parameters filled in on the left
统一界面中 Run 0 已完成,Run 1 正在进行。

整个测量的核心在于 Run 0 与每次试重运行之间的差异。程序根据这一变化计算出眼前这台设备的影响系数,再根据影响系数一次性计算出每个平面所需的校正质量(单位:克)和安装角度(单位:度),并将各平面之间的交叉效应考虑在内。

程序中没有任何计算按钮。最后一次试重运行结束后,计算会自动开始,校正质量和角度会立即显示在相应的平面列中。

确定试重的大小

经验法则是:试重应为转子质量的0.5%至2%。由于这是一个较宽的范围,程序提供了“First trial weight estimate”功能,可根据 Run 0 测量结果、转子质量和支撑类型,同时给出建议质量和安装角度。正如手册所说,它只是一个估计值,其作用是将试重放到转子正确的一半,而不是给出精确数值。当试重需要通过焊接方式固定时,这一功能就格外有用,因为移动一个已焊接的配重远比重新测量的成本更高。

First trial weight estimate dialog proposing a trial mass in grams and an installation angle calculated from the Run 0 data, the rotor mass and the support type
First trial weight estimate 窗口

试重运行何时算作有效,以及无效时应如何处理

只有当试重确实扰动了转子时,试重运行才具有参考价值。目标是幅值变化至少达到20%,或相位变化至少达到30度。如果幅值变化小于约10%且相位变化小于约5度,该次运行将被拒绝,并显示消息“Trial weight too small. Increase trial weight and repeat Run 1”。

  • 将试重质量增加到1.5至2倍,然后重新进行该次试重运行。
  • 如果试重安装角度恰好与原始振动相位重合,请将其移动90度后重新运行。

校正角度的测量起点

这是整个操作流程中最常见的操作者失误。某平面的校正角度是从该平面试重的安装位置起、沿旋转方向测量的,而不是从转速标记点测量的。在转子上给试重位置做一个物理标记只需几秒钟,却能彻底消除这种歧义,对同一设备之后的任何重复作业同样适用。

将校正配重安装在与该平面试重相同的半径处。半径的作用仅是力臂:它将质量换算为以 g*mm 表示的不平衡量,并不会改变以克为单位的校正质量。程序无法察觉实际使用了不同的半径,因此如果确实无法避免使用不同半径,就必须手动重新计算质量,方法是将计算得到的质量乘以试重半径,再除以实际半径。

内置校验:防止得出看似合理却错误的结果

任何不平衡量计算都会得出一个数字。以下这些校验的价值在于,它们能阻止程序给出一个测量数据并不支持、却显得很有把握的数字。

  • 如果某次运行的读数与上一次运行相比没有变化,该次运行将不被接受,程序会询问是否确实安装了试重。
  • 发生过载削波的信号会被拒绝,而不会被当作有效数据处理。
  • 如果转速在各次运行之间发生漂移,程序会给出“RPM changed significantly”警告,因为影响系数仅在单一转速下有效。
  • 如果两个平面产生线性相关的响应,计算将被拒绝,并显示“Failed to calculate influence coefficients”,而不会凭空给出一个解。解决方法是改变某个试重的质量或角度,然后重新进行试重运行。
  • 在输入试重质量之前,结果只能以试重的百分比形式表示,单位指示会保持显示“%”而不是“g”。

有一项条件是程序无法替操作者进行检查的,那就是转速的选择。应在正常运行转速下进行平衡,而不要选在接近支撑结构共振点的转速,因为在共振点附近振幅会被放大、相位会发生漂移,此时测得的系数并不能反映设备在工作转速下的真实状态。

Trim run 与 BALANCING SUMMARY

Run T 在实际设备上验证校正效果。运行结束后,程序会在日志中写入一个“BALANCING SUMMARY”数据块,其中包含校正前后的振动值、降低百分比、初始不平衡量和剩余不平衡量,以及每个平面的 PASS 或 FAIL 判定结果。该数据块与写入 HTML 平衡报告中的数据完全相同,因此屏幕上显示的数字与交给客户的数字是同一个数字。

Finished calculation showing the correction mass in grams and the installation angle in degrees in each plane column
计算结果 — 校正质量

两种动平衡表单:Classic 与 Modern(统一表单)

程序为同一种平衡方法提供了两种不同的界面。切换开关位于“F4 – Settings”选项卡的“Balancing form”分组中,有两个可选值:“Classic”和“Modern”。该设置会立即生效,无需点击任何保存按钮,也无需重启程序。

The Balancing form group on the settings tab, with Classic and Modern as the two selectable values
Settings 中的 Balancing form 切换开关

实际能获得多少个校正平面

这是最容易被误解的一点,因此在此明确说明:最大校正平面数等于仪器的振动通道数,而3和4个平面仅在 Modern 形式下才存在。Balanset-1A 有2个振动通道,因此无论在哪种形式下,其最大平面数都是2。Balanset-4A 有4个振动通道,因此可以达到3和4个平面,但前提是选择了 Modern 形式。

仪器 Balancing form 可用校正平面数
Balanset-1A,2个振动通道 Classic 1 或 2
Balanset-1A,2个振动通道 现代 1 或 2
Balanset-4A,4个振动通道 Classic 1 或 2
Balanset-4A,4个振动通道 现代 1、2、3 或 4

平面数量需要在 Run 0 之前确定。更改该设置会重建界面并清除已采集的测量数据,因此不应在作业进行到一半时再重新考虑。

Modern 形式:单一窗口、运行卡片、实时图表

Modern 是一个名为“Multi-plane Balancing”的单一窗口。每次运行都是该窗口中的一张卡片:“Run 0 – Initial”、“Run 1 – Trial mass Pl.1”,以及后续每个平面对应的同类卡片,还有“Run T (Trim balancing)”和“Run E – Eccentr.”。所有这些运行都通过同一个“F7 Run”按钮启动,测量进行中该按钮会变为“F7 Stop”。波形和频谱在测量过程中本身就是可见的,因此操作者可以在信号被记录的同时发现异常信号,而不必等到它被采纳之后才发现。

The Multi-plane Balancing window with the run cards down one side, the plane parameter fields and the live charts
Multi-plane Balancing 窗口概览

Classic 形式:两个窗口,每次运行各有一个按钮

Classic 沿用了老用户已经熟悉的界面布局:两个独立窗口,“Single-Plane balancing”和“Two plane balance”。每次运行都有各自的按钮:“F7 – Run 0”、“F7 – Run 1”、“F7 – Run 2”、“F7 – Trim Run”和“F7 – Run ecc.”,计算得到的校正结果则显示在“Result”选项卡中。

The classic two-plane balancing window before Run 0, with separate run buttons and the trial mass fields for both planes
Run 0 之前的双平面 Classic 形式界面

数学原理相同,操作流程不同

两种形式背后的计算方法是相同的。使用相同的输入数据,得到的结果也完全一致,因此在两者之间做选择只是操作流程和使用习惯的问题,而非精度问题。

方面 Classic Modern(统一形式)
校正平面 仅1和2 1至4,其中3和4仅限 Balanset-4A
窗口数量 两个:“Single-Plane balancing”和“Two plane balance” 一个:“Multi-plane Balancing”
运行控制方式 每次运行各有独立按钮 由单一“F7 Run”按钮驱动的运行卡片
计算 在“Result”选项卡中查看 在最后一次试重运行后自动开始
测量过程中的图表 Charts 选项卡,在 Run 0 之后切换 运行过程中实时显示波形和频谱
测量模式 “Averages”范围为8至256,默认32;“Max. repeat”范围为1至20,默认3 相同设置之外,还增加 Auto(自适应)或 Manual(固定重复次数)模式,重复次数可选1、3、5、8、12或16次,对应16、32、64、128或256转。
加载已保存的系数 “Data Management” 然后 “Load Coefficients” “Menu” 然后 “Load Coefficients”
仅此形式支持 使用“Change corr. planes”将已完成的校正重新计算到其他平面 “First trial weight estimate”、“Manual Input”、自适应测量、3和4个平面

在 Auto(自适应)模式下,程序会持续延长测量,直到结果趋于稳定,并在此过程中显示收敛指示。如果程序提示“Additional averaging does not improve accuracy”,这反映的是设备本身的状况,而不是软件的问题:常见原因包括安装松动、轴承磨损或转速不稳定,而增加平均次数无法修复这些问题。

Classic 特有的重新计算功能有一点操作上的说明值得注意:“Change corr. planes”必须用鼠标点击,因为在该窗口中 F5 键的作用是返回,而不是执行该标签所标注的命令。

两种形式共用同一个存档。以3或4个平面记录的数据始终会在 Modern 形式下打开,因为 Classic 没有能够显示它们的界面。

配重应放在何处:校正方法与极坐标图

计算得到的质量和角度只是答案的一半,另一半在于该位置能否在实际转子上实现。为此,程序提供了四种配重安装方法,可在“Weight installing method”中按平面选择,并将校正结果换算为每种方法所需的形式。

方法 程序输出的结果 适用条件或限制
自由位置 一个配重,精确安装在计算得到的角度处。 适用于可以到达任意角度位置的转子。
固定位置 校正量分配到两个相邻的编号位置之间,例如风机叶片或已有孔位。 至少需要3个位置。超过32个位置时将不绘制极坐标图。
圆形凹槽 三个大小相等、间隔约120度的配重。 如果校正量超过该平面试重的三分之一,将被拒绝并提示“TOO HEAVY for 3-weight groove method!”。
Drill 钻孔深度 H、孔数 N 和角度 f。 始终将方法切换为去重(Remove mass)方式。

极坐标图:安装配重前的最后检查

极坐标图是操作者在接触设备之前的最后一次查看。最多可并排显示4个圆,每个校正平面对应一个,圆上有20%、40%、60%、80%和100%的刻度环,并有箭头标示旋转方向。看到配重画在与转子转动方向一致的圆上,正是发现角度方向计反的关键,而这种失误正是导致额外一次运行的常见失败原因。

Four polar circles side by side in one window, one per correction plane, each with percentage rings and a rotation-direction arrow
单一窗口中的四平面极坐标结果

有两个开关可以改变同一个解的表达方式。“Add”和“Remove”会在质量不变的情况下将角度旋转180度,从而把加重方案转换为去重方案,这在实际操作是打磨或钻孔而非焊接时很有用。“Mirror”会翻转某一平面的角度显示,例如将300度显示为60度,适用于需要从另一侧接触转子的情况。

Fixed positions:风机叶片和已有孔位

对于风机、叶轮或带有螺栓圆的法兰,配重只能安装在有位置可用的地方。在“Fixed positions”中,操作者需输入转子共有多少个位置(按旋转方向编号),程序会将校正量分配到夹住计算角度的两个相邻位置之间,并分别给出各自的质量。结果可以直接执行:两个数字,两片叶片。

Polar diagram in fixed-positions mode for a rotor with 8 blades, showing the correction split between two adjacent numbered blades
带8片叶片的“Fixed positions”模式

Circular groove:约120度分布的三个配重

带有 circular groove 的转子,例如许多砂轮主轴,使用可在槽内滑动的标准配重块。此时校正量表示为三个大小相等、间隔约120度的配重,其矢量和等于所需的校正量。该方法内置了一个物理限制:如果校正量超过该平面试重的三分之一,程序会拒绝计算并提示“TOO HEAVY for 3-weight groove method!”,而不会给出不符合该方案的配重方案。

Drill:将校正量转化为钻孔

当需要去除质量而不是增加质量时,“Drilling – settings”窗口中内置的计算器会将校正量换算为钻孔深度 H、孔数 N 和角度 f。它需要三项输入:钻头直径、允许的最大钻孔深度以及材料密度。选择 Drill 会始终将方法切换为去重(Remove mass)方式。

The drilling settings window with fields for drill diameter, maximum depth and material density, and the resulting depth, hole count and angle
“Drilling – settings” 窗口

密度已预设为:钢 7.85、铸铁 7.1、铝 2.7、铜 8.95、黄铜 8.5、青铜 8.8、钛 4.5(单位 g/cm3),如为其他材料,也可以手动输入自定义数值。

关于钻孔计算器,有两点需要如实说明。由于计算中考虑了钻头的锥形头部,显示的 H 值可能会略大于所输入的最大深度,因此必须始终对照该零件在机械上能够承受的深度进行核对。如果深度会被超出,校正量会被分配到几个相邻孔位上,这一结果应通过 trim run 加以确认,而不能想当然地认为正确。

心轴偏心:Run E 补偿

安装在心轴上进行平衡的转子,会带有一种与不平衡无关的误差:心轴自身的跳动。程序通过专门的偏心测量运行来处理这一问题:Modern 形式下为“Run E – Eccentr.”,Classic 形式下为“F7 – Run ecc.”。转子在心轴上转动180度后再次测量,从而将跳动分量从真实不平衡量中分离出来,使最终只校正不平衡量本身。

当计算出的平面无法到达时

有时正确的校正平面在工具上根本无法到达。Classic 形式可以根据转子几何形状,将已完成的双平面校正结果从最初计算所用的平面 H1 和 H2,重新计算到另外两个平面 K1 和 K2。四种几何方案覆盖了新平面相对于原平面的常见布置方式,平面之间的距离以 mm 为单位输入,同时还需输入新的半径。最终结果是同样的不平衡量,以你实际可以安装的配重形式表示出来。

公差与标准:ISO 1940 与 ISO 10816-1

只有当有人能够在书面上确认转子处于有据可查的公差范围内时,一项平衡作业才算真正完成。Balanset 软件针对两个不同的问题应用了两个不同的标准。ISO 1940 回答的是平衡作业结束时的验收问题:对于这类转子而言,剩余不平衡量是否足够小?ISO 10816-1 回答的是监测过程中的状态问题:这台设备目前运行在 A、B、C 还是 D 区?这两项判据都已内置于程序中,下文列出了它们所使用的每一个数值,方便你在购买之前对照自己的设备核算。

ISO 1940:逐个平面自动检查剩余不平衡量

公差只需在 Run 0 之前通过“ISO 1940…”按钮设置一次,该按钮会打开“Disbalance tolerance (ISO 1940)”窗口。你需要输入平衡质量等级 G、转子质量和运行转速,程序会计算出对应的允许剩余不平衡量,并将其与本次会话一起保存。trim run 完成后,测得的剩余不平衡量会与该数值进行比较:结果在公差范围内时该字段显示绿色,超出时显示红色,程序会为每个校正平面给出明确的 PASS 或 FAIL 结果。无需手动查表,也不依赖操作者对“good enough”的主观判断。

The ISO 1940 tolerance window with the list of balance quality grades, the rotor mass field and the operating speed field
ISO 1940 公差窗口

完整公式,便于核实

程序使用的是标准的 ISO 1940 表达式,其中没有任何隐藏内容:

Uperm [g*mm] = 1000 * G * M / (2 * pi * f)

其中 G 是以 mm/s 为单位的平衡质量等级,M 是以 kg 为单位的转子质量,f 是以 Hz 为单位的运行转速,即 RPM 除以60。手册中的算例很容易用计算器重复验证:等级 G 6.3、转速3000 RPM、转子质量10 kg,得到的允许剩余不平衡量约为200.5 g*mm。当使用两个校正平面时,允许不平衡量会在两者之间平均分配,因此每个平面是按照 Uperm / 2 而不是整个数值来判定的。

由于该公差是根据你自己输入的三个数值推导得出的,因此屏幕上给出的判定结果,任何阅读报告的人都可以重新核算得到,包括你客户的检验员。

选择平衡质量等级

“Disbalance tolerance (ISO 1940)”窗口提供 G 4000、G 630 至 G 100、G 40、G 16、G 6.3、G 2.5、G 1 和 G 0.4 等级。下表复述了该窗口所示的应用提示,以便在仪器接入之前即可选定等级。

程序提供的 ISO 1940 平衡质量等级及其典型应用
等级 典型应用
G 4000 极大型低速船用柴油机的曲轴
G 630 至 G 100 大型高速柴油机曲轴以及整机
G 40 汽车车轮、轮辋和传动轴
G 16 螺旋桨轴和传动轴,破碎机和农业机械部件
G 6.3 风机、泵叶轮和机床部件;一般工业的常规默认等级
G 2.5 燃气轮机和汽轮机,刚性涡轮发电机转子
G 1 磨床传动装置和小型电枢
G 0.4 精密主轴、圆盘和陀螺仪

对于风机、鼓风机、泵叶轮和机床部件的大多数现场作业,通常要求达到 G 6.3 等级,除非机器制造商另有规定,否则应以此等级为起点。

Correction result after the trim run, with the residual unbalance inside the ISO 1940 tolerance and the field highlighted green
结果在容许限内

ISO 10816-1:机器等级与振动区域

评估机器状态与验收动平衡作业是两个不同的问题,程序对此采用另一项标准。总体振动速度依据 ISO 10816-1 机器等级 I 至 IV(该分类此前以 ISO 2372 的名义发布)评定,分为 A、B、C、D 四个区域。A 区表示机器刚刚投入使用,B 区表示可接受长期不受限运行,C 区表示状态仅可接受有限期运行,D 区表示振动已严重到可能造成损坏。以下以 mm/s 为单位完整列出各阈值。

按机器等级划分的 ISO 10816-1 振动速度区域界限(mm/s)
班级 机器 A/B, mm/s B/C, mm/s C/D, mm/s
I类 小型机器 0.71 1.8 4.5
II 类 中型机器 1.12 2.8 7.1
III 类 安装在刚性基础上的大型机器 1.8 4.5 11.2
IV类 安装在柔性基础上的大型机器 2.8 7.1 18.0

有一点需要坦诚说明,因为振动标准在宣传文字中很容易被混淆。程序采用的是 ISO 10816-1 的机器等级表,即 I 至 IV 级,并不采用 ISO 10816-3 的分组与支承类型方案。如果您的验收流程是依据 ISO 10816-3 编写的,那么以上等级阈值只能作为实用的初筛标准,不能替代该标准文件。

数字背后的测量频带

振动烈度数值只有在已知其测量频带的情况下才有意义。程序中默认的上限为 RMS High, Hz = 1024,这与 ISO 10816 表格背后常用的 1 kHz 惯例相符。默认下限为 RMS Low, Hz = 10。对于转速低于 600 RPM 的机器,ISO 10816-3 要求宽带 RMS 从 2 Hz 开始计算,因此在此类机器上,应先将下限降低到 1 或 2 Hz,再将读数与任何区域表进行比较。这是一个由操作者控制的设置,会改变屏幕上显示的数值,正因如此才在此处明确说明,而不是被隐藏起来。

既往作业保持可追溯

容许限判定不仅是一种实时提示。会话存档中的记录会根据其剩余不平衡量相对于所存容许限的情况进行着色,因此可以一眼扫视整份历史作业列表,找出超出限值的结果。对于服务型企业而言,这就是完成了工作与一年后仍能证明完成了工作之间的区别。

List of archived balancing sessions in which each record is coloured according to whether its residual unbalance met the stored tolerance
存档中的容许限高亮显示

会话归档、无需试重运行的重复动平衡,以及报告

试重运行是动平衡作业中成本最高的环节。每一次试重运行都意味着停止转子、装上配重、重新启动并等待转速稳定。会话存档的存在,正是为了让这项工作按每台机器只承担一次成本,而不是每次到访都重新支付,并让交给客户的文件由程序生成,而不是事后手工整理。

每次会话都会连同使其成功完成的系数一起存档

存档记录会自动写入;作业开始时无需记住任何对话框操作。程序会连同测量数据一起,存储它为该机器计算出的影响系数、试重质量、试重半径、固定位置数量以及当时生效的容许限。平衡窗口关闭时,程序会询问转子名称和安装地点,以便记录能够被人凭名称找到,而不是凭编号查找。

再次平衡同一转子无需新的试重运行

这正是服务型企业真正要为之买单的部分,值得作为一种机制而非一句口号来说明。影响系数描述的是该特定机器在每个校正平面上对配重的响应方式。一旦存储了这些系数,同一转子的重复作业就只需要进行初始测量:加载已保存的系数,测量 Run 0,随即计算出校正配重和角度。试重运行完全不需要重复进行。

加载已存储系数的方法有三种:

  • 在 Modern form 中,依次点击“Menu”和“Load Coefficients”。
  • 在 Classic form 中,依次点击“Data Management”和“Load Coefficients”。
  • 在主窗口中按 F8,然后选择在“Coeff”列中显示绿色 V 标记的记录,再按“F5 – Apply coefficients”。
Archive window with a record marked by a green V in the Coeff column and the F5 - Apply coefficients button available
带系数的记录及应用按钮

这一承诺必须附带两项注意事项,因为忽视其中任何一项都会得出看似可信却错误的结果。

  • 在存档中,“F10 – OK”并不会加载会话,也不会传递任何系数。只有“F5 – Apply coefficients”才会执行该操作。这是关于存档窗口最常见的一种误解。
  • 系数仅在同一机器、同一转子类型、传感器位置不变且运行模式不变的条件下才有效。因此,应在首次作业时将试重位置在转子上做出物理标记,以便下次到访时能从相同的几何位置开始。

重复作业的结果会保存为一条新的存档记录。原始记录不会被修改,因此该机器的历史记录保持完整。

校验迭代几乎不产生额外成本

如果校验运行后剩余不平衡量仍高于容许限,也不需要重复试重运行。系数已经存在,因此程序会立即计算出额外的校正量。新增的配重会在不拆除已装配重的情况下加装,然后重复进行校验运行。这一过程可以根据作业需要重复任意次数,这正是为什么难处理的转子会把时间耗费在启停次数上,而不是测量工作本身。

程序为您生成的报告

该软件自身会生成三个 HTML 文档,均采用 UTF-8 编码,可以在任何操作系统的任意浏览器中打开,包括客户的手机:

  • protocol11.htm,即已完成作业的动平衡协议。
  • vibrometer_report.htm,即某次测量过程的振动测量仪报告。
  • report_YYYY-MM-DD.htm,即单个巡检日的路线报告。

报告并不是一个死文件。程序内置了带打印预览功能的报告编辑器,预览可以从列表中选择缩放至 10% 到 200%,也可以手动输入数值缩放到最高 500%,这在机器旁的笔记本电脑屏幕上核对细小数字时很有用。

Built-in report editor displaying a completed balancing protocol with the print preview and zoom controls
带动平衡协议的报告编辑器

导出格式,以及一个谁都想不到的要求

报告导出格式及其各自的常规用途
格式 典型用途
PDF 发送给客户或附在工单上的文件
HTML,单文件 一个包含内嵌图片的独立文件,便于通过电子邮件发送
HTML,带图片文件夹 可编辑版本,便于发布或粘贴到其他文档中
RTF 在文字处理软件中打开并编辑协议
RVF 内置编辑器的原生富文本格式

有一项要求必须明确说明,因为它常常让刚拿到新笔记本电脑的用户感到意外:PDF 导出功能需要系统中至少安装一台 Windows 打印机。打印机驱动仅用于计算页面布局,并不会真正打印任何内容。如果电脑完全没有安装打印机,请在 Windows 中启用“Microsoft Print to PDF”,导出功能即可正常使用。

Export dialog offering PDF, HTML as a single file, HTML with an image folder, RTF and RVF output
Save & Export 对话框

您的抬头,您的标志

报告模板是普通的 HTML 文件,位于 bin\ReportTpl\ 文件夹中,可编辑,使协议能够带有贵公司的抬头、标志和联系方式。编辑内容会在自动更新中保留,并保存为 name.user-*.htm 文件,但这些文件不会自动合并到新模板中,因此当某次更新改动了模板之后,自定义内容就必须手动迁移。这是一种局限,而非功能,最好在第一次更新之前就了解它,而不是之后才发现。

数据属于您,并且可以迁移

存档和报告保存在 Documents\BalSoft\Bs1A。它们能在程序更新和完全重新安装后依然保留,只需复制该文件夹即可迁移到另一台电脑。这里没有需要迁移的数据库服务器,没有需要联系的许可证服务器,也没有保存您测量历史的云账户。

Route Inspection:依据 ISO 10816-1 进行的巡检监测(实验性功能)

Route Inspection 在用户手册中被标记为实验性功能,默认处于关闭状态。可以在“F4 – Settings”选项卡上通过复选框将其打开。我们之所以先说明这一点,再介绍它的功能,是因为该模块确实有用,但制造商并未将其宣传为成熟的状态监测平台,您不应仅凭这一模块就决定购买本仪器。

它带来的是让同一套硬件焕发第二种用途。在动平衡作业之间,仪器和笔记本电脑可以变成一套巡检式振动监测装置:您按照预先设定的路线在厂区内巡视,每次以相同的方式测量相同的点位,观察数值的变化。

路线是如何组织的

数据模型分为三个层级,对应巡检人员实际走访工厂的方式:

  • 途径 是一次完整巡检,例如一个车间或一条生产线。
  • 点位 是该路线上的一台机器。
  • 测点 是一个轴承与一个轴向的组合,也就是传感器实际测量的对象。

一个点位最多可以容纳 8 个轴承,每个轴承有 3 个轴向:X 水平、Y 垂直和 Z 轴向。这样单台机器最多可以有 24 个测点,足以覆盖多级泵,或是带有多个支承的电机与风机机组。

每个测点都依据 ISO 10816-1 进行评分

每个已测量的测点都会与您为该点位指定的机器等级(I 至 IV 级)所对应的 ISO 10816-1 阈值进行比较,并按 A、B、C 或 D 区着色。这种颜色正是该模块在巡检过程中的意义所在:未测量的点位与状态良好的点位在视觉上明显不同,因此巡检结束时一眼就能看出路线是否已全部完成,也能在打开任何一张图表之前就立即看出哪台机器需要关注。

Route walk panel in which each machine point is coloured by its ISO 10816-1 zone, with one point still unmeasured
巡检面板,显示处于 A–D 区的已测点位和一个未测点位

趋势与预测

每个测点都提供三种趋势视图。“Overall level”将历次巡检测得的宽带振动速度与 ISO 10816-1 区域边界对照绘制成曲线。“Frequencies”跟踪各个独立的频率分量,这正是发展中的轴承故障区别于不平衡量缓慢上升的方式。瀑布图视图最多叠加显示最近 12 次的 1 通道频谱,因此三次巡检前还不存在的新峰值会以一道峰脊的形式清晰显现,而不再只是一个数字。

程序还会进行外推预测。它最多使用最近 6 次巡检的数据拟合一条直线,并将结果表述为大约还有 N 天进入 X 区。这里必须完全按照手册的表述方式来呈现:这只是通过对少量点位做线性外推得到的、用于维护计划的粗略估计。它不是有保证的剩余寿命,非线性发展的故障也不会遵循这一预测。诚实地使用它,它只是一种在两台机器之间决定优先安排哪一台的辅助手段。

Overall vibration level trend for one measurement spot over six visits, with the ISO 10816-1 zone boundaries drawn and a straight-line forecast
六点总体水平趋势图,含 ISO 阈值及至 D 区的预测

一次巡检除了数字之外还能记录什么

单独的振动读数往往会失去让它变得有意义的背景信息。因此,每次巡检还可以记录一段自由文本备注、一个温度读数,以及一张 jpg、png 或 bmp 格式的照片,从而让松动的防护罩、漏油或临时联轴节等情况与它所解释的测量数据一同被记录下来。路线中还可以记录最长 120 秒的惰走过程,这意味着可疑机器的惰走可以在巡检过程中直接采集,而不必另行安排一次单独的到访。

路线报告

每个巡检日会生成一份 HTML 报告,命名为 report_YYYY-MM-DD.htm。它是巡检结束时交给维护计划员或客户的文件,并且与其他报告一样,无需在阅读者的电脑上安装该软件即可在任何浏览器中打开。

Route inspection report for one day opened in a web browser, listing the measured points with their zone results
浏览器中查看的 HTML 路线报告

值得提前了解的操作注意事项

  • 如果尚未接受任何 COM 端口,测量按钮并不会显示为灰色不可用状态。相反,它们会提示“Measurement is not available.”,因此仪器缺失时看起来像是被拒绝执行,而不是界面被禁用。
  • 打开路线窗口会停止正在运行的 Signal Monitor 或 Run-down。该仪器只有一个端口,路线模块会接管它。这是预期行为,而不是故障。
  • 如果某个即将被移除的轴承已经存在测量历史记录,则无法减少该点位上的轴承数量。程序保护的是趋势数据,而不是布局本身。
  • 删除一条路线或一个点位并不会清除数据。该文件夹会被移动到 Routes\_deleted,因此在现场进行的删除操作可以回到办公室后撤销。

数据在程序之外仍然可读

路线数据以纯文本文件形式存储,采用国际单位制(SI),且无论 Windows 区域设置如何,一律使用小数点。最后这一点听起来微不足道,实则不然:这意味着在使用小数逗号语言配置的笔记本电脑上记录的路线,在任何其他电脑上都能正确打开,并且您自己的工具无需转换器即可解析这些文件。

设置、单位、语言与屏幕缩放

决定程序测量方式和外观的一切设置,都集中在主窗口的一个选项卡上,即“F4 – Settings”。这里没有层层嵌套、需要逐一查找的偏好设置对话框:传感器灵敏度、信号参数、界面语言、“UI Scale”、“Units”单位制、“Balancing form”切换开关以及“Experimental”实验性功能复选框,全部位于同一屏幕上,您在那里看到的数值就是仪器当前正在使用的数值。

The F4 - Settings tab showing vibration sensitivity per channel, signal parameters, the language list, Units, UI Scale, Balancing form and the Experimental checkboxes
F4 – Settings 选项卡

左下角的两个按钮用于控制设置的保存。“Save”会将当前设置写入 Bs1A.cfg 配置文件,使其成为下次启动时的默认值;“Discard”则会取消尚未保存的更改,并从该文件重新读取数值。大多数参数——“Tacho filter”、“Averages”、“Spectrum, Hz”、RMS 频带和单位制——会在您更改的那一刻立即生效,并在程序正常退出时自动写入 Bs1A.cfg。语言、“UI Scale”、“Balancing form”以及各个实验性功能复选框,则会在更改后立即写入文件,因此这些设置永远不需要按“Save”。

传感器灵敏度,刻意加锁

“Vibration sensitivity”分组中包含每个通道一个系数,单位为 mV/(mm/s),随附加速度计的出厂值为 20。Ch-3 和 Ch-4 字段仅存在于四通道的 Balanset-4A 上。这些字段受到保护,以防意外编辑:在您点击该分组并确认“Do you really want to change it?”提示之前,无法向其中输入任何内容。正是这一道确认,防止了操作者在现场作业中因误触按键而在不知不觉间重新校准整台仪器。只有在您的传感器与标准型号不同时,才应更改这些数值。

信号参数

“F4 – Settings”选项卡上的信号参数
参数 数值 默认值 改变的内容
“Tacho filter” “Auto”, “Fine (1%)”, “Normal (2%)”, “Coarse (5%)”, “Very coarse (10%)”, “Rough (20%)”, “Off (40%)” “Auto” 相邻两转之间允许的转速变化量
“Averages” 8 / 16 / 32 / 64 / 128 / 256 32 参与平均的 FFT 频谱数量:数值越大,频谱越平滑、噪声越小,但更新速度越慢
“Spectrum, Hz” 100 至 8000,或“Auto” “Auto” 频谱上显示的最高频率;“Auto”会根据转速自动选取范围
“RMS Low, Hz” 1 至 10 10 总体振动水平频带的下限
“RMS High, Hz” 1024 / 2048 / 4096 / 8192 1024 RMS 频带的上限;1024 对应 ISO 10816 惯例中的 1 kHz,更大的数值适用于高速机械

“Auto”转速滤波会自适应地选取容差:它从 2% 开始,如果转速不均匀,会逐步放宽至最高 40%,同时将该次测量标记为精度降低。在 Vibration Meter 的实时数据流中,“Auto”对应固定的 20%。在您调整它之前,值得了解这一权衡:滤波过严会在皮带传动或存在振动的支承上完全丢失转速信号,滤波过松则会接受测量结果,但会降低相位精度。

公制与英制单位

单位制可以在“Units”分组中切换,可选择“Metric”(默认)或“Imperial”。此切换会覆盖程序处理的每一个量,无论是屏幕显示还是报告中皆是如此。

程序中的公制与英制单位
数量 公制 英制
重量/质量 g 盎司
半径和长度 毫米
不平衡量(力矩) g*mm oz*in
振动速度 毫米/秒 inch/s
用于 ISO 1940 的转子质量 公斤
材料密度 g/cm3 oz/in3
The Units group on the settings tab with Imperial selected instead of Metric
切换单位

程序内部始终以国际单位制(SI)计算和存储数据,即以 g、mm、g*mm、mm/s 和 kg 为单位,只有在输入和显示时才进行换算。这就是为什么当同事以另一种单位制打开某条存档记录或已保存的会话时,数据不会出错。切换单位后,所有窗口、图表和报告中的单位标签都会立即更新,但已经输入并显示的数值不会自动重新计算,程序会对此作出提示,并建议重启以确保完全一致。较小的校正质量会以最高 0.001 g 或 0.001 oz 的自适应精度显示,因此细小配重的数值不会因四舍五入而丢失。

27 种界面语言

程序及其手册已被翻译成 27 种语言:英语、保加利亚语、捷克语、丹麦语、德语、爱沙尼亚语、西班牙语、法语、印度尼西亚语、意大利语、拉脱维亚语、立陶宛语、匈牙利语、荷兰语、挪威语、波兰语、葡萄牙语、葡萄牙语(巴西)、罗马尼亚语、俄语、斯洛伐克语、斯洛文尼亚语、芬兰语、瑞典语、土耳其语、乌克兰语和日语。语言列表位于设置选项卡的右上角。

The interface language drop-down list open on the settings tab, with the installed languages written in the Latin alphabet
设置选项卡上的语言选择

列表中的名称均以拉丁字母书写,因此俄语显示为 “Russkiy”,日语则以罗马字(Romaji)呈现,这意味着即使切换到您看不懂的语言,也总能找到返回的路径。该选择会立即写入 Bs1A.cfg,并在程序重启后生效;提示信息 “The new language will take effect after the program is restarted.” 会特意同时以两种语言显示——当前语言和您刚选择的语言。界面语言还控制着 HTML 报告中的文字标签,因此交付给客户的动平衡报告会以客户的语言呈现。

现场笔记本电脑的界面缩放

“UI Scale” 提供 100%、125%、150%、175% 和 200% 五档选择,其效果叠加在 Windows 系统的 DPI 缩放之上,因此界面元素的最终大小是两者共同作用的结果。与语言设置一样,缩放比例也要在程序重启后才会生效。在 “Vibration Meter” 和 “Charts” 窗口中,最大化按钮还会将字体、按钮、字段和图表坐标轴缩放到可用屏幕区域,还原窗口后则恢复基础缩放比例;此行为默认开启,只能通过配置文件中 [UI] 节下的 MaximizeZoom=0 键关闭。每个窗口都会保持在桌面工作区域之内,因此在 150% 和 200% 缩放下,对话框不会再运行到任务栏后面,也不会裁掉底部的一排按钮,并且当某个较长的翻译文本放不下时,程序会自动缩小该标签或按钮的字体。

动平衡窗体与实验性开关

“Balancing form” 分组决定 “F6 – Balancing” 按钮打开哪个窗口,是 “Classic” 还是 “Modern”。该选择会立即保存,并在下一次打开动平衡窗口时生效,无需重启。只有在程序识别到已连接设备且其固件受支持之后,该分组才会出现;在此之前它一直处于隐藏状态,而此前保存到 Bs1A.cfg 中的值则继续生效。

“Experimental” 分组包含三个复选框,均默认关闭。“Bump test” 会在 Vibration Meter 中添加固有频率选项卡。“Route inspection” 会添加 “F9 – Route Inspection” 按钮,切换该选项会立即重建主窗口,无需重启。“Recover clipped 1x” 会改变振动信号超出量程时的处理方式:程序不再直接拒绝该次测量,而是以较低精度从信号中未失真的部分重建旋转分量,并将结果标记为近似重建值。与 “Balancing form” 分组一样,“Bump test” 复选框也只有在识别到固件受支持的设备后才会生效。

Bs1A.cfg:设置是一个纯文本文件

所有设置都存储在一个 INI 文本文件 Bs1A.cfg 中,该文件位于 Bs1A.exe 旁边。程序完全不使用 Windows 注册表。在程序关闭的情况下,可以手动编辑该文件,这是在一批服务用笔记本电脑上部署相同配置的最简单方法:只需复制这一个文件即可。灵敏度、噪声底限、预设和钻孔相关的数值既接受小数点也接受小数逗号作为分隔符,因此更改界面语言或 Windows 区域格式不会重置这些数值。

安装、系统要求,以及数据存储位置

Balanset 软件是一款普通的 Windows 桌面应用程序。您只需在将随身携带到设备现场的笔记本电脑上安装一次,此后仪器就只是一个由程序自行查找的 USB 设备。

计算机要求
参数 要求
操作系统 Windows 7、8、10 或 11,32 位或 64 位
端口 一个空闲的 USB 端口
磁盘空间 约 150 MB
显示器 1024×768 或更高;建议 1366×768 及以上
管理员权限 不需要
互联网连接 测量、动平衡或生成报告均不需要

两种安装方式

在从未安装过该程序的电脑上,推荐使用向导安装方式。运行 Bs1ASetup.exe 并按向导逐步操作;默认位置是当前用户的 Documents\BalSoft 文件夹,程序会安装到其中的 Bs1A 子文件夹,最终路径为 Documents\BalSoft\Bs1A\Bs1A.exe。安装过程中无需连接仪器。向导中有一条说明值得多读一遍:不要取消勾选 “Encoder driver setup” 或 “DB setup” 选项,因为没有数据库组件,会话存档功能将无法使用。安装结束时,向导会创建一个 “Bs1A” 桌面快捷方式,以及一个开始菜单程序组,其中包含程序本身、使用手册和指向制造商网站的链接。

程序同时也支持便携运行。它不会写入 Windows 注册表,所有设置都保存在可执行文件旁的 Bs1A.cfg 中,因此整个应用程序可以解压到任意方便的文件夹并从那里运行——包括从随仪器携带的 USB 闪存盘运行。但有两点需要注意。请勿将其解压到 Program Files 中,因为在该目录下写入设置需要管理员权限。另外,如果这台电脑从未运行过向导安装,便携版本既没有数据库组件也没有仪器驱动,因此需要先在该电脑上运行一次向导安装;之后无论采用哪种方式更新都可以。

首次运行

启动 Bs1A.exe 后,主窗口会打开,标题栏中显示程序版本。窗口底部的连接状态行会立即告诉您当前处于以下三种情况中的哪一种:“USB module found on” 加 COM 端口号,表示仪器已就绪;“USB module not connected” 表示未找到仪器;红色的 “Firmware not supported on COM…” 表示仪器已应答,但其固件版本低于 5.5.0。该程序绝不会同时打开两个实例——再次启动只会将已存在的窗口置于前台,并在其被最小化时还原——因为两个实例会争用同一个 COM 端口。

The main window immediately after the first start, with a two-channel Balanset-1A connected on COM4 and the program version in the title bar
首次运行后的主窗口
The status bar of the main window reporting that the USB module is not available, with dashes instead of a firmware version
设备不可用时的状态栏

您可以在硬件到货之前就安装并试用该程序。在未连接任何仪器的情况下,主窗口依然会打开并且完全可用——不会出现阻塞性对话框——状态行只是提示未找到设备。安装完成后,通常首先要做的是选择您的语言:在 “F4 – Settings” 选项卡上进行选择,然后通过 “F10 – Exit” 关闭程序并重新启动。

The bilingual notice that appears after selecting a new interface language, stating that the change takes effect after a restart
更改语言后的重启提示

文件位置

程序文件和用户数据
项目 其中: 备注
设置 Bs1A.cfg,位于 Bs1A.exe 旁边 纯 INI 文本;语言和缩放设置一旦更改即写入
会话存档和报告 Documents\BalSoft\Bs1A 始终位于当前用户的 Documents 文件夹中,无论程序本身安装在何处
操作日志 位于 Bs1A.exe 旁边的 logs 文件夹 bs1a.log 以及 bs1a.1.log 至 bs1a.5.log,每个文件上限 5 MB,最多保留 5 个文件
报告模板 位于 Bs1A.exe 旁边的 ReportTpl 文件夹 可编辑,因此报告可以带有您自己的抬头
窗口截图 Documents\Bs1A\Screenshots 通过 F12 键以 PNG 文件形式写入

由于存档被特意保存在用户的 Documents 文件夹中而不是可执行文件旁边,它能在程序更新甚至完全重新安装后依然保留;新版本首次运行时,程序会将旧位置中找到的存档复制到 Documents\BalSoft\Bs1A,且不会删除原文件。因此,把技术人员换到另一台笔记本电脑,只需复制两个文件夹:包含 Bs1A.cfg 和您的报告模板的程序文件夹,以及包含您记录过的每一次动平衡会话的 Documents\BalSoft\Bs1A 文件夹。无需停用、转移或重新申请许可证。

连接仪器,以及固件 5.5.0 版本要求

将振动传感器连接到机壳上标注的 Ch-1 至 Ch-4 通道接口——Balanset-1A 上有两个,Balanset-4A 上有四个——并将激光转速传感器(Tacho)连接到 Tacho 接口。在较旧版本的机壳上,相同的输入接口标注为 X1 和 X2(用于振动)以及 X3(用于转速传感器),因此如果您设备上的标注不同,请不必惊讶。将振动传感器安装在被测转子的轴承支座上,在转子上贴一个反光标记,并用 USB 数据线将 USB 模块连接到电脑。连接顺序没有严格要求,因为设备可以在任何时刻被识别,包括程序已经在运行的情况下。

有一个细节引发的支持咨询比其他任何问题都多:转速传感器通过自己的线缆由仪器供电,无需电池,因此没有必要打开电池盒盖。连接好之后,在传感器上依次按下 ON 和 AUTO,激光束应随即亮起。

没有连接按钮

程序会自动扫描 COM 端口,大约每 1.5 秒一次,找到设备后查询其固件。找到的端口会被记住,因此下次启动时连接速度更快。被其他程序占用的端口不会阻止扫描继续进行——其余端口仍会被检查,被占用的端口会在之后的循环中再次尝试——邻近端口上的第三方 Arduino 板也不会妨碍搜索。在 Windows 10 和 Windows 11 上,COM 端口驱动会自动安装;在设备管理器中,该仪器会显示为名为 “Arduino Due” 的 COM 端口。点击 USB 状态行会立即强制进行一次搜索,而不必等待下一个周期。

The green USB status line at the bottom of the main window naming the COM port, with the firmware version and channel count beneath it
主窗口上的 USB 状态行
USB 状态行显示的内容
状态行文本 颜色 含义
“USB module found on” 加端口号 绿色的 设备已连接并正在响应
“USB module not connected” 闪烁的黄橙色 未找到设备,后台正在搜索
“USB module disconnected” 橙色 电缆已被拔出,程序正在等待设备重新连接
“USB module on COM4 – not responding” 橙色 COM 端口存在,但固件没有响应,通常是因为另一个程序占用了该端口
“Firmware not supported on COM4” 橙色,配红色文字 设备有响应,但其固件版本低于 5.5.0,测量功能被禁用

型号、端口和固件版本始终显示在屏幕上

在状态行旁边,程序会打印出设备固件信息,格式类似 firmware ver.5.5.0 2ch。其中的版本号是仪器内部程序的版本,而 2ch 或 4ch 是通道数,软件正是据此判断是否显示 Ch-3 和 Ch-4,以及允许使用多少个校正平面。型号、COM 端口和固件版本这三项信息会重复显示在每个窗口的标题栏中,例如 Balanset-1A on COM4 (firmware ver.5.5.0 2ch),因此作业过程中截取的任何屏幕截图都自带其来源信息。“F1 – About” 窗口还会额外显示设备序列号,标注为 Device UID。

The About window listing the program version, the device firmware version, the calibration state, the Device UID and the build date
About 窗口中的固件版本

需要固件 5.5.0 或更高版本

本版本程序仅支持设备固件为 5.5.0 及更高版本时进行测量。更旧的固件不受支持,这既包括旧的 4.10.x 系列,也包括中间的 5.0.x 至 5.4.x 版本——一台昨天还在固件 5.2.0 下完成过测量的仪器,在更新之前会被拒绝使用。这种拒绝是明确提示的,而不是悄无声息的。设备仍然会被识别,其 COM 端口也会被有意保留分配给它,因为内置更新程序需要用到这个端口。状态行会变为橙色,并显示红色文字 “Firmware not supported on COMx”,下方的固件版本号也以红色显示,并且针对每一个端口和固件版本的组合,程序都会询问一次 “Update the device firmware now?”。选择 “Yes” 后,“Updates” 窗口就会打开。在固件更新完成之前,各模式按钮和窗口仍可正常打开和使用,但 Vibration Meter 和 Analyzer 中的实时数据流不会启动,动平衡测量也不会被接受。

有一个后果必须明确说明,因为它会影响您可能已经拥有的数据:在 5.x 之前的固件上生成的存档记录,本版本已无法正确读取。文件本身是完好的,但显示出的振动数值会缩小 16 倍,频率刻度也不相同,因此此类记录不能被当作有效测量结果使用。请在当前固件下重新测量该设备,或使用旧版本程序打开该旧记录。

从程序内更新固件

固件更新在应用程序内部完成,无需借助第三方刷写工具:打开 “F1 – About”,点击 “Updates…”,然后使用 “Firmware” 区块。程序会下载所选通道对应的固件版本,校验其校验和并对设备进行刷写;整个过程耗时 15 到 30 秒,按钮下方的日志字段会显示进度,先是 “Downloading… NN%”,随后是刷写程序返回的消息。刷写过程中请勿断开设备连接。完成后会显示 “Firmware updated successfully.”,连接会自动恢复——无需拔插数据线或重启程序,因为设备会立即被重新识别,新版本号也会出现在所有已打开窗口的标题栏中。由于固件更新可能改变通道数,此时通道数也会一并重新读取。如果之前的一次尝试被中断,导致设备卡在引导加载程序状态,该窗口会识别出这一状态并报告 “Bootloader detected (no firmware)”,此时再次刷写即为标准的恢复方法。

The Updates window with the Stable channel selected, showing the Program block and the Firmware block for a connected device
显示 Stable 通道及已连接设备的 “Updates” 窗口

断开数据线不会导致程序崩溃

作业过程中拔出 USB 数据线不会弹出阻塞性对话框。状态行会变为 “USB module disconnected”,正在进行的测量会正常终止,并在会话日志中写入 “ERROR: USB cable disconnected. Check USB connection.”,测量窗口中还会出现红色的 “USB disconnected” 提示文字。后台搜索会持续运行,因此重新插入数据线即可自动恢复连接,正在 Vibration Meter 或 Analyzer 中运行的实时数据流也会自动重新启动,无需重新打开窗口。只有尚未完成的 F9 采集需要重新开始。

程序更新与支持

程序可以自行保持最新,并且会告知您它正在做什么。它会通过仅限 HTTPS 的连接,在 updates.vibromera.com 服务器上检查是否有新版本,检查会在启动时于后台进行,并在您打开 “About” 窗口时再次进行,结果会被缓存 24 小时,以避免频繁调用服务器。当您所在通道存在更新版本时,主窗口右下角会出现 “New version available” 链接;如果没有更新,该角落就是空的。可以通过 “Updates” 窗口中的 “Check for updates automatically” 复选框完全关闭自动检查,关闭后程序将完全不与服务器联系。

“About” 窗口中的服务器指示信息
“About” 窗口中的行 意义
“Connected” 或 “Offline” 更新服务器是否可访问;检查进行时会显示 “Checking server…”
“Update available: X.Y.Z” 存在新版本;点击该行即可打开安装窗口
“Up to date” 已安装最新版本;点击可立即重新检查,跳过 24 小时缓存
“Update check failed” 服务器无法访问;工具提示会说明原因,点击可重试
The About window with the update-server indicators showing a connected server and an up-to-date installation
显示已连接且版本为最新的服务器状态信息的 “About” 窗口

安装更新

点击该链接会打开 “Update available” 窗口,其中显示新版本号、“Current version”、发布日期、下载大小和更新说明。“Install now” 会开始安装过程,“Later” 则推迟安装。程序会下载安装包,用 SHA-256 校验和验证其完整性,然后自行关闭,并将安装工作交给 BsUpdater.exe 辅助程序,该程序在工作时会报告当前阶段以及实时文件计数,例如 “Extracting… 1234 / 3288”。随后辅助程序会替换文件并启动新版本,新版本启动后会显示一条关于所安装版本的简短通知。如果下载失败,窗口会保持可操作状态,并显示 “Download failed:” 及失败原因,方便您排查问题后重试。

The update installation window listing the new version number, the current version, the release date, the download size and the release notes
更新安装窗口

更新不会影响您的数据。Bs1A.cfg 中的设置会被保留,动平衡存档由于保存在用户的 Documents 文件夹中而得以保留,您修改过的报告模板也会以 name.user-*.htm 形式的名称与新模板一起保存下来,更新后程序会列出这些文件。请注意,这些已保存的修改不会自动合并到新模板中,因此公司抬头需要手动迁移。

回滚功能也是内置的。在替换任何文件之前,辅助程序会先在 bin\updates 文件夹中保存上一版本的备份。因断电而中断的更新,会在下次启动时被自动完成或清理,作为最后手段,也可以手动运行 bin\BsUpdater.exe 来恢复上一版本。您还可以随时通过 “Updates” 窗口中的 “Roll back” 按钮主动回退版本,操作前会要求确认。只有当安装目录对当前用户不可写时(例如 Program Files),Windows 才会要求 UAC 确认;便携式安装或安装在 Documents 下的版本,更新时不会弹出任何提示。如果您恰好在辅助程序运行期间启动程序,启动会被拒绝,并弹出标题为 “Update in progress” 的窗口——这是正常现象,下一次启动不会将其视为异常终止。

更新通道

“Update channel:” 列表,由程序和固件共用
通道 提供内容
“Stable” 经过测试的版本;默认选项,也是生产作业中推荐使用的选择
“Latest” 最新的正式发行版本
“Experimental” 预览版本,并附有明确警告,说明其可能不稳定
“Legacy” 为旧硬件锁定的较旧程序版本;固件区块会显示 “No build on this channel”

在程序内报告问题

获取支持并不需要您凭记忆撰写一封邮件来描述问题。打开 “F1 – About”,点击 “Report a problem…”,“Send report to Vibromera support” 窗口会自动为您收集相关技术信息。您可以在 “Comment (optional):” 字段中添加备注,通过 “Attach screenshots…” 附加 PNG、JPG、BMP 或 GIF 格式的截图,总大小不超过 25 MB,并自行决定是否勾选 “Attach full log (bs1a.log + rotated)”。对于普通报告,该复选框默认开启,也建议保持开启,因为日志能大大缩短诊断时间;而对于更新失败的投诉,勾选它几乎是必须的,因为只有该日志压缩包中才包含更新辅助程序自身的日志。对任意窗口进行快速截图只需一个按键:F12 会将 PNG 文件写入 Documents\Bs1A\Screenshots。

The support report dialog with the comment field, the screenshot attachment list, the full-log checkbox and the payload preview button
问题报告对话框

如果上一次会话异常结束,下次启动时程序会提示发送报告,并预先填好一条服务性备注;对于此类崩溃报告,完整日志复选框默认是关闭的,由您自行决定是否勾选。在此过程中,尚未完成的动平衡作业不会丢失,因为会话在每一步都会自动保存,程序会提示您恢复它。如果无法连接服务器,程序会提示将报告保存为文件名中带有时间戳的支持报告文件,并打开资源管理器定位到该文件,以便通过其他方式发送。售前和兼容性问题也可以直接通过 WhatsApp 联系相关人员,地址为 https://wa.me/37258364849.

离线工作,以及哪些数据会离开您的电脑

Balanset 软件是一款与 USB 设备通信的本地 Windows 程序。它背后没有任何云服务,无需创建账户,无需连接许可证服务器,也无需续订订阅。测量振动、执行动平衡作业、计算校正配重、依据 ISO 1940 检验结果以及生成 HTML 报告,这一切都在您面前的这台笔记本电脑上完成,并且在拔掉网线、关闭 Wi-Fi 的情况下,每一项功能都照常可用。这一点在这些仪器实际使用的场所尤为重要:船舶机舱、矿山、水泥厂、造纸厂,以及那些政策规定完全禁止将外来笔记本电脑接入工厂网络的场所。

只有两项功能会用到互联网,二者都是可选的,且都仅通过 HTTPS 连接到 updates.vibromera.com。第一项是更新检查,可以通过 “Check for updates automatically” 关闭,关闭后程序就不再联系服务器。第二项是问题报告,只有在您亲自点击 “Send” 时才会发送,并且需要程序自带的访问令牌文件。除这两条途径之外,程序不会在后台传输任何数据。

当您真正发送一份问题报告时,其中的内容并不是秘密。窗口会将它们逐一列出,“Show payload preview” 按钮可以在发送之前显示完整的实际内容:程序版本、固件版本和设备 UID;系统信息,如操作系统、语言、DPI、显示器、处理器、内存和磁盘负载以及 COM 端口列表;最多 50 KB 的近期诊断日志行,其中包括您在应用程序中的近期操作;您填写的备注;以及您附加的文件。手册明确说明了这一界限,我们在此也重申:会话文件和测量结果不会包含在报告中。除非您主动选择附加,否则您客户的设备、转子名称、振动水平和动平衡报告都只会留在您自己的硬盘上。

同样的原则也贯穿于程序存储数据的方式。设置是一个可读的 INI 文件,而不是注册表键值。存档和报告是 Documents\BalSoft\Bs1A 中的普通文件,您可以备份它们、复制到另一台电脑,或交给客户。报告是 UTF-8 编码的 HTML 文件,可以在任何操作系统的任何浏览器中打开。Route Inspection 文件是以国际单位制(SI)书写的普通文件,无论 Windows 区域格式如何设置,都统一使用小数点,因此在一台德国笔记本电脑上记录的路线,在土耳其的电脑上同样能正确读取。在您和您自己的测量数据之间,不存在任何专有的封闭格式。

购买仪器 — 软件已包含在内

两款套装都随附相同的程序及其后续更新。无需订阅,无需按坐席收费的许可证,也无需云账户。享有两年保修,并提供全球 DHL 发货。

Balanset-1A — €1,975Balanset-4A,4 通道 — €6,803

常见问题

该软件是单独销售,还是随仪器一起提供?

软件是套装的一部分,不单独销售。Balanset-1A 售价 EUR 1,975,Balanset-4A 售价 EUR 6,803,两者都包含同一款 Windows 程序,以及来自供应商更新服务器的后续更新。无需订阅,也无需续订按坐席收费的许可证。

该版本软件需要仪器搭载哪个固件版本?

固件版本 5.5.0 或更高。在固件 4.10.x 以及中间版本 5.0.x 至 5.4.x 上,仪器仍可被检测到,其 COM 端口仍然可见,但不会开始测量,动平衡运行会被拒绝。状态栏会显示 Firmware not supported on COMx,固件可在程序内于 15 到 30 秒内完成更新。

该软件能否在 3 个或 4 个校正平面上进行动平衡?

可以,但仅限满足两个条件:F4 – Settings 选项卡上的 Balancing form 必须设为 Modern,并且所用仪器必须是 4 通道的 Balanset-4A。最大可用校正平面数等于振动通道数,因此 2 通道的 Balanset-1A 只能在 1 个或 2 个平面上进行动平衡。无论哪种情况,Classic form 都支持 1 个和 2 个平面。

该软件是否需要互联网连接或云账户?

不需要。这是一款普通的本地 Windows 程序,通过 USB COM 端口读取仪器数据,所有测量、计算、归档和报告功能均可完全离线运行,无需注册。互联网连接仅用于两项可选功能:通过 HTTPS 检查程序更新,以及在您选择时发送支持报告。

界面支持哪些语言?

界面和使用手册均提供 27 种语言,可从 F4 – Settings 选项卡上的语言列表中选择。更改语言需要重启程序。诸如 g、g*mm、mm/s 和 RPM 之类的单位符号,以及 ISO 1940 之类的标准编号,在任何语言下都保持其标准形式不变。

除了软件之外,套件中还包含哪些内容?

Balanset-1A 或 Balanset-4A USB 模块、每个振动通道配备一个振动传感器(加速度计)、一个激光光电转速传感器、USB 数据线和传感器线缆、用户手册,以及 Balanset 程序。转速传感器通过线缆由仪器供电,因此无需电池。

再次对同一转子进行动平衡时,是否需要重复试重运行?

不需要。影响系数会自动保存到存档中,通过 F5 – Apply coefficients,或在动平衡窗口内使用 Load Coefficients 将其加载,即可恢复系数、试重质量、半径、固定位置数和公差。此后只需测量 Run 0,即可立即计算出校正结果。已保存的系数仅在同一台设备和同一类型转子、传感器位置和运行模式均未改变的情况下才有效,因此请在首次作业时在转子上标记出试重位置。

电脑配置要求是什么?是否需要管理员权限?

需要 32 位或 64 位的 Windows 7、8、10 或 11 系统,一个空闲的 USB 端口,约 150 MB 的可用磁盘空间,以及至少 1024×768 的屏幕分辨率,建议使用 1366×768 或更高分辨率。安装不需要管理员权限,便携版本只需解压即可使用,只要不放在 Program Files 中。设置保存在 Bs1A.cfg 文件中,而不是 Windows 注册表中。

Route Inspection 和 Bump test 是否已可用于生产环境?

手册中将这两项功能都标记为实验性功能,且默认关闭;可以在 F4 – Settings 选项卡上启用它们。它们都可正常使用并有相应说明文档,但应被视为处于试运行阶段的功能,而非成熟模块。尤其是 Route Inspection 的预测功能,它是基于最近几次巡检数据的线性外推,手册中将其描述为用于维护计划的粗略估计,而非对故障时间的可靠保证。

报告可以导出为哪些格式?为什么 PDF 导出在某些电脑上会失败?

报告可以导出为 PDF、单文件 HTML、带图片文件夹的 HTML、RTF 和 RVF 格式,其中 HTML 文件采用 UTF-8 编码,因此可以在任何系统的任何浏览器中打开。PDF 导出需要至少安装一台 Windows 打印机,因为打印机驱动仅用于计算页面布局;如果电脑上完全没有安装打印机,启用 Microsoft Print to PDF 即可正常导出。

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Balanset-1A - 1975 欧元询问工程师