Was ist Phasenverschiebung?

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Definition: Die Schlüsselphasenmessung erfolgt durch das Anbringen einer Nut oder eines hervorstehenden Schlüssels auf der zu messenden Achse, was als Schlüsselphasenmarkierung bezeichnet wird. Wenn diese Nut oder der Keil in die Position der Sonde kommt, ändert sich somit der Abstand zwischen der Sonde und der zu prüfenden Oberfläche. Dadurch erzeugt der Sensor ein Pulssignal. Jeder Umdrehung des Achsen wird ein Pulssignal entsprechen. Der Zeitpunkt, zu dem dieses Signal entsteht, gibt an, wo sich die Achse in jedem Umdrehungszyklus befindet. Daher kann durch die Zählung der Impulse die Drehzahl der Achse gemessen werden ； Durch den Vergleich des Pulses mit dem Schwingungssignal der Welle kann der Phasenwinkel der Schwingungen bestimmt werden, was für die Dynamische Ausgleichsanalyse der Welle sowie für die Fehleranalyse und -diagnose von Geräten verwendet wird. Einbauhinweise: Die Nutten oder Stifte müssen groß genug sein, damit der Spitzenwert des erzeugten Pulssignals mindestens 5 V beträgt (laut den AP1670-Standards muss dieser Wert mindestens 7 V betragen). Im Allgemeinen sollte die Breite dieser Nut oder des Vorsprungs bei Verwendung von Proben mit einem Durchmesser von φ5 bzw. φ8 größer als 7,6 mm sein. Die Tiefe bzw. Höhe sollte wiederum größer als 1,5 mm sein – empfohlen wird ein Wert von mindestens 2,5 mm. Die Länge sollte schließlich größer als 10,2 mm sein. Die Rillen oder Erhebungen sollten parallel zur Achsenmittelebene liegen. Ihre Länge sollte so groß wie möglich sein, damit die Sonde auch dann noch auf die Rillen oder Erhebungen gerichtet bleibt, wenn sich die Achse axial bewegt. Um zu vermeiden, dass aufgrund von Phasenverschiebungen des Achsenabstands die Lücke zwischen der Sonde und der zu prüfenden Oberfläche zu groß wird, sollte die Phasensonde radial zur Achse und nicht axial positioniert werden. Die Phasensonde sollte möglichst am Antriebsteil der Anlage installiert werden, damit der Sensor weiterhin ein Phasensignal ausgibt, selbst wenn sich das Antriebsteil von der Last trennt. Wenn die Anlage unterschiedliche Drehzahlen aufweist, sind in der Regel mehrere Phasensensor-Sonden erforderlich, um sie zu überwachen und so effektive Phasensignale für die verschiedenen Teile der Anlage bereitzustellen. 　　Die Phasenmarkierung kann entweder in Form einer Nut oder eines hervorstehenden Keils sein. Wenn die Markierung eine Nut ist, muss die Anfangsabstandseinstellung für die Montage des Sensors so vorgenommen werden, dass dieser auf den gesamten Teil der Achse ausgerichtet ist – am besten in der Mitte der Länge des Sensors. Die Anfangsabstandseinstellung sollte nicht anhand der Nut vorgenommen werden. Und wenn es sich um eine konvexe Taste handelt, muss die Anfangsabstandseinstellung der Sonde so erfolgen, dass sie auf die obere, konvexe Oberfläche ausgerichtet ist (es ist ratsam, sie im Mittelpunkt der Linie des Sensors zu montieren), und nicht auf eine andere, ebene Oberfläche der Achse. Andernfalls kann es beim Drehen der Welle zu einem Zusammenstoß zwischen dem Stift und der Sonde kommen, wodurch die Sonde abgeschnitten wird. Die Rolle der Phasenmessung bei der Zustandsüberwachung – Die erste Funktion besteht darin, die Drehzahl zu messen; dies wird hauptsächlich bei Geräten mit Frequenzumrichtern verwendet ； 　　Die zweite Funktion besteht darin, dass beim Starten oder Stoppen der Anlage immer die kritische Drehzahl überschritten werden muss – mit Ausnahme von Anlagen mit starren Achsen. Durch die Verwendung von Schlüsselphasen in Kombination mit Schwingungssensoren kann man die Schwingungstrends während des Starts/Stopps perfekt erfassen ； 　　Drittens wird bei normaler Nutzung die axiale Verwindung der Drehachse überprüft, da eine solche Störung dazu führen kann, dass die Drehachse völlig unbrauchbar wird – auch wenn das nur selten vorkommt! Doch da diese Verformung auf keinen Fall allein mit herkömmlichen Achsverschubsonden erfasst werden kann, wird dies als Phasenwinkelmessung bezeichnet ； Ein Phasensensor kann keine axiale Verzerrung messen; dazu sind spezielle Sensoren erforderlich ； 　　Die vierte Funktion besteht darin, in Kombination mit einem Schwingungssensor für die Achse die aktuelle Position der Achsenmitte zu ermitteln, um Störungen in den Lagern oder Wirbelströme analysieren zu können ； Auch die Position des Achsenzentrums sowie der Bahnverlauf der Achse werden nicht durch Sensoren zur Erfassung der Schlüsselphase ermittelt. Die Signale, die von den beiden 90°-Elektrofluss-Sensoren erfasst werden, können verwendet werden, um den Bahnverlauf der Achse darzustellen. Anhand dieses Bahnverlaufs kann dann festgestellt werden, ob es zu Reibungen kommt ； 　　Die fünfte Funktion ist die synchronisierte Abtastung. Durch Phasenpulse kann die Abtastung im gesamten Zyklus gesteuert werden, wodurch das Problem des Energieverlusts vermieden wird. Bei der Verarbeitung von Messdaten mit tragbaren Geräten muss man beispielsweise eine Hanningsche Fensterfunktion verwenden – das ist hier nicht notwendig. Es gibt noch weitere Vorteile, wie beispielsweise eine hohe Frequenzauflösung ； 　　Die sechste Funktion besteht darin, die Phase zu messen – das bedeutet, dass man die relative Beziehung der Schwingungen an den verschiedenen Messpunkten bestimmen kann. Bei der Ausrichtung wird außerdem die Beziehung zur Phasenverschiebung ermittelt, wodurch die Position der Gewichte festgelegt werden kann ； 　　Die siebte Funktion besteht darin, dass bei der Diagnose hauptsächlich die relativen Beziehungen der Schwingungen an den verschiedenen Messpunkten herangezogen werden.