Про лазерный тахометр

При проектировании машин, механизмов, оборудования, с вращающимися элементами (валами, шестернями, шкивами, роторами электродвигателей, роликами конвейеров), в качестве необходимых измерительных приборов устанавливаются тахометры.
Например такое устройство присутствует в большинстве автомобилей и размещается на приборной панели, чтобы водитель контролировал режимы работы двигателя и своевременность переключения передач, учитывая информацию одновременно с показаниями спидометра.

Как устроен и работает оптический тахометр

Принцип измерения частоты оборотов

Но не всегда в этом есть необходимость. Например в токарном станке шпиндель вращается с разными скоростями, которые токарь переключает соответствующей рукояткой и он знает точно, что число оборотов соответствует указанному (с учетом отклонения, предусмотренного паспортными данными).

Но в таких случаях возникает 2 вопроса:

1. Как измерить скорость вращения, если конструкция такой возможности не предусматривает ?
2. Если даже контактный или бесконтактный тахометр уже есть, со временем его характеристики могут ухудшиться и нужен эталонный измеритель количества оборотов, чтобы установить истину и принять решение - ремонтировать, заменить, направить на поверку.

В таких случаях понадобится контрольный ручной прибор и сегодня мы поговорим об одной из его разновидностей – лазерном. Он содержит оптический датчик, подсчитывающий число оборотов, что позволяет оперативно измерять частоты вращения.
Устройство применяется для целей контроля нормальных режимов работы технологического оборудования, чтобы избежать аварий, производственного брака и простоя в машиностроении, металлургии, ж/д транспорте, химии, нефтяной промышленности.

Принцип измерения тахометром заключается в излучении лазерного луча, отражении от светоотражательной метки, приклеенной на видимой части ротора (будем называть таким обобщенным термином любую вращающуюся деталь). После отражения, луч попадает в приемник, посчитывающий количество отраженных импульсов.

В качестве излучателя используется лазерный диод (длина волны 630-680 нм, CLASS-II, выходной мощностью менее 1 мВт). С каждым оборотом, поступает один импульс. Таким образом в единицу времени импульсов приходится больше или меньше и можно точно измерить частоту вращения.
Аналоговая часть схемы состоит из приемника отраженного сигнала, выполненного на фототранзисторе.
Кроме устройства передачи-приема, нужен в обязательном порядке цифровой счетчик или специализированный электронный контроллер, выполняющий больше функций, например преобразование в цифру, отображаемую на индикаторе в об/мин, а также если это предусмотрено, переключение диапазона (для многодиапазонных тахометров).

Рекомендации по эксплуатации приборов скорости вращения

Важным элементом для повышения точности, чтобы не потерять ни одного импульса, является светодиодный индикатор для контроля точности наведения на цель (не во всех моделях). Также большое значение имеет:

Поскольку это портативный прибор, то питание производится от батареек.
Перед началом эксплуатации, необходимо провести простой тест проверки работоспособности. Направить лазер на произвольный объект. Должна наблюдаться метка в виде красной точки. Если ее нет, замените элемент питания.
Установите отражающую луч метку на валу детали вращения – обычно она идет к комплекте. В качестве светоотражателя может выступать металлическая фольга, прикрепленная скотчем или дисперсионная лента.

Устойчивый сигнал наблюдается при наклеивании метки шириной 16-25 мм (но все зависит от диаметра вала, ротора), на темном фоне. Могут возникнуть проблемы с приемом сигнала тахометром, если сам элемент вращения обладает высокой отражающей способностью – например полированная сталь. В таком случае необходимо сначала наклеить темную основу, а на нее уже светоотражатель.

Выберите оптимальное расстояние от датчика до вращающейся детали. Необходимо обеспечить стабильный прием. Хотя лазер точно сфокусирован, чем дальше, тем сильнее влияет даже малейшее угловое смещение. Но всегда удается приблизиться на минимальную дистанцию, например если исследуемая на число оборотов деталь углублена внутрь оборудования.
Для лазерных тахометров с автоматическим переключением диапазона, например на границе 9999 об/мин:

• сначала будут наблюдаться меньшие числа, например 8000,8500,9000;
• а после превышения 9999 об/мин, на индикаторе будет показано значение умноженное на 10.

Для более точного снятия значений, сделайте несколько замеров и усредните показания бесконтактного тахометра.
В лабораторных условиях, например при испытании нового оборудования, прибор рекомендуется установить на штатив.