Как работает стробоскоп

Для чего нужен стробоскоп?

Скачать статью

СтробоскопыКонтроль качества печати

При использовании стробоскопа для наблюдения за движущимся объектом свет оказывает такое же влияние на глаза, как и вспышка фотокамеры на плёнку. Каждый импульс стробоскопа даёт чёткое, ясное изображение, поэтому можно рассматривать мельчайшие детали объекта или поверхности на высоких скоростях без возникновения эффекта смазывания. Именно по этой причине стробоскопическое освещение используется как инструмент для визуального осмотра невооружённым глазом многих непрерывных процессов, а также для усовершенствования анализа движения или видеографии.

Стробоскопическое освещение широко применяется в тех областях промышленности, где оператор должен наблюдать за процессом производства, но наблюдение затруднено из-за эффекта смазывания. Настройки стробоскопа и получаемый результат будут зависеть от области промышленности, процесса, продукта и внешнего освещения.

Что такое стробоскопическое освещение?

Стробоскоп – это источник света, который мгновенно загорается и потухает. Это инструмент для демонстрации и настройки движущихся или вибрирующих объектов с помощью подсвечивания их импульсными лампами для создания эффекта неподвижности.

Стробоскоп был изобретён в 1836 году Жозефом Антуаном Фердинаном Плато, профессором Гентского университета (Бельгия). В 1931 году профессор Массачусетского Технологического Института д-р Гарольд Юджин Эджертон разработал ксеноновую импульсную лампу. Благодаря этому изобретению стробоскоп получил применение ещё и в фотографии, а также во многих областях коммерции и промышленности.

Стробоскопическая лампа производит очень короткую вспышку света длиною в одну стотысячную секунды. Благодаря коротким вспышкам высокой интенсивности изображение предмета «застывает» на cетчатке глаза, создавая чёткий стоп-кадр. Если предмет продолжает двигаться, его движение воспринимается как серия стоп кадров, будь то движение бейсбольного мяча или танец человека под светом стробоскопа на дискотеке.

В основном люди сталкиваются с действием стробоскопа на дискотеках или при проведении осмотра двигателя с помощью стробоскопических ламп. В таких случаях частота вспышки достаточна низка, поэтому человек может с лёгкостью проследить паузу между вспышками лампы. При этом прибор, как правило, работает с частотой 10-30 вспышек в секунду (10-30 Гц) и создаёт эффект мерцания.

Когда лампа стробоскопа превышает скорость 60Гц, вспышки появляются настолько часто, что человеческий глаз не улавливаем момент включения/выключения света. Таким образом больше не ощущается раздражающего мерцания, как в вышеуказанных случаях.

Работа стробоскопов с частотой выше 60Гц внешне ничем не отличается от освещения люминесцентными лампами или лампами накаливания, кроме того, что стробоскоп освещает движущийся предмет, создавая его чёткое изображение, на котором фокусируется глаз.

Как работает стробоскопическая лампа?

Когда предмет движется быстро, то глаза не могут сосредоточиться на нём. В зависимости от скорости движения предмета по отношению к расстоянию от смотрящего предмет может казаться размытым (расплывчатым) изображением. Например, лопасти вентилятора при вращении кажутся полупрозрачной плоскостью. Наблюдатель пытается сконцентрироваться на лопастях, но так как они продолжают движение, глаза получают только размытую картинку:

Размытие изображения называется «motion blur» (смазывание). Из-за эффекта смазывания невозможно чётко видеть предмет, движущийся со скоростью 80 м/мин, и довольно затруднительно различить предмет, скорость которого находится в диапазоне от 40 до 80 м/мин.

Попытки сконцентрироваться на движущемся предмете ясно демонстрируют нам ограниченность нашего зрения. Реагирование глаза на свет можно сравнить с реакцией химических веществ на плёнке фотоаппарата. Когда свет попадает на химические вещества, они активируются и формируют изображение на плёнке. Если фотографируемый объект движется слишком быстро, изображение получается смазанным. Чтобы решить эту проблему, фотограф увеличивает выдержку затвора. При короткой выдержке сокращается время активации светом химического материала. Так как затвор открыт на меньший интервал времени, объект лучше фиксируется и получается менее размытым на плёнке. Таким образом, фотограф получает более чёткое изображение. Очевидно, что мы не можем увеличить частоту восприятия наших глаз, поэтому нам необходимо подобрать подходящий фотографический затвор, который не произведёт разрушающий, раздражающий или ограничивающий наши возможности эффект.

Вспышка стробоскопической лампы замораживает движение предмета так же, как это делает затвор фотоаппарата. На вспышку длиною 10-30 мкс сетчатка глаза реагирует как на стоп-кадр. Объект, движущийся со скоростью 600 м/мин, проходит расстояние в 0,1 мм за это время, и оно представляется настолько ничтожным, что глаз воспринимает его как отсутствие движения. Таким образом устраняется эффект размытости и повышается контрастность, которая имеет решающее значение для выделения и распознавания предмета. При увеличении частоты вспышки в поле зрения глаза прокручивается последовательность изображений, которая стимулирует выявление и идентификацию дефектов. Когда глаз видит один и тот же дефект несколько раз, он сосредотачивается на нём и дефект отпечатывается в сознании.

Синхронизация стробоскопической вспышки

При изменении времени появления вспышки стробоскопа или интервалов между вспышками (частоты вспышек) движущийся или вращающийся объект может казаться:

остановившимся
немного отклоняющимся вперёд или назад.

В вышеупомянутом примере с вентилятором лопасть будет казаться неподвижной, если вспышка будет синхронизирована с определённым положением лопасти при вращении. Это происходит оттого, что стробоскопическая вспышка отображает одно и то же изображение на сетчатке глаза. Поскольку сетчатка не видит движения лопастей между импульсами стробоскопа, глаз воспринимает это как состояние покоя.

Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного превышающую скорость вращения вентилятора, то лопасть не будет успевать принимать то же положение при возникновении следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением назад в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется в обратном направлении.

Рис1: Если кажется, что вентилятор движется в обратную сторону, то частота стробоскопической вспышки выше скорости вращения лопастей:

Если стробоскоп синхронизирован на частоту вспышек, немного отстающую от скорости вращения вентилятора, то лопасть будет вставать в то же положение раньше возникновения следующей вспышки. В таком режиме на сетчатке глаза будет отображена последовательность положений лопасти с отклонением вперёд в каждом последующем кадре. Поэтому будет казаться, что вентилятор медленно движется вперёд.

Рис2: Если кажется, что вентилятор движется вперёд, то частота стробоскопической вспышки ниже скорости вращения лопастей:

Наблюдение за технологической линией без отпечатанного изображения

При наблюдении линейно движущейся линии, например, при обработке стали, можно наблюдать аналогичный с вентилятором алгоритм.

При наблюдении технологических линий важно поддерживать частоту вспышки выше значения 50-60 Гц. Так как при отсутствии повторяющегося шаблона глаза не могут зафиксироваться, необходимо преодолевать частоту мерцания. В таком случае устанавливается такая частота вспышки лампы, которой будет достаточно, чтобы зафиксировать «зернистую структуру» поверхности. Обычно частота составляет 65 до 85 вспышек в секунду, что значительно превышает обнаруживаемую частоту мерцания. Зерновой рисунок металлической поверхности на полосе может казаться неподвижным или «плавающим». Увеличивая или уменьшая частоту вспышки, вы можете передвигать зернистую структуру вперед или назад по полосе. После того, как вы зафиксировали зернистую структуру, любой дефект, выбивающийся из
обычной схемы прокатки, будет легко обнаружить. Такая зернистая структура является результатом процесса шлифовки валов конвейера при прокатке, которые передают свой рисунок прокатываемому материалу.

Возможно, вы столкнётесь с материалом без зернистой структуры. Например, такое можно наблюдать, когда поверхность валов конвейера гладкая, т. е. они изготовлены из нержавеющей стали высокого качества. В таком случае рекомендуется настроить частоту вспышек выше 70 Гц.

Инерция зрения

Существуют ошибочные представления о работе стробоскопов, которые необходимо прояснить.

Часто с работой стробоскопа ассоциируется мерцание. Благодаря феномену инерции зрения при высокой частоте вспышки мерцание не наблюдается. Лампа стробоскопа быстро включается и выключается каждую секунду, при этом каждая вспышка длится только 10 мкс за импульс. Из математического соотношения видно, что свет практически никогда не включён. Даже при частоте 60-100 Гц лампа находится в выключенном состоянии 99% времени. Тем не менее, глаз поглощает свет подобно тому, как губка впитывает влагу. Губка впитывает влагу быстро, но испаряет её очень медленно. Вспышка света активирует химические вещества глаза. Когда свет выключается (или в нашем случае в промежуток между вспышками) реакция на химические вещества угасает экспоненциально и занимает 350 мс до полного угасания.
При частоте вспышки выше 60 Гц химические вещества активируются заново быстрее, чем угасает свет, поэтому глаз не улавливает пауз между вспышками. Фотохимический процесс глаза, заключающийся в удерживания света, называется «инерцией зрения».

Каждый световой импульс освещает предмет только в течение одной стотысячной секунды или при частоте 60 Гц 6/10 000 секунды. Но при частоте выше 50-60 Гц благодаря инерции зрения промежутки темноты нивелируются и предмет кажется непрерывно освещённым.

Именно из-за инерции зрения вы не замечаете отдельных кадров кино- или телеизображения, частота которых не превышает 48-60 вспышек в секунду. Ниже представлен раскадровка обычного кинофрагмента. По этой же причине вы видите пятно после того, как вы делаете снимок с включённой вспышкой фотокамеры. Вспышка перегружает химическую реакцию сетчатки глаза, и пятно остается там на какое-то время.

Наблюдение за технологической линией печати

В определённых областях применения, таких как полиграфия, частота вспышки, скорее всего, будет ниже 50 Гц и световой импульс будет заметен. И в этом случае благодаря инерции глаза вы не будете испытывать дискомфорт, потому что передаваемое на сетчатку глаза изображение будет оставаться там до тех пор, пока следующая вспышка не обновит изображение.

Подобно лопастям вентилятора, синхронизированным со вспышкой, печатная серия также будет казаться неподвижной. Глазам станет дискомфортно, только когда частота будет ниже 20 Гц. Тем не менее, такая частота вспышки допускается и в определённых случаях понижается до 5 Гц.

Яркость против чёткости

Многие люди считают, что если на поверхность быстродвижущегося объекта падает большое количество света, то дефекты этого объекта будет легче рассмотреть.

Вернёмся к описанию работы глаза, когда на плёнке фотоаппарата появляется размытый снимок из-за продолжительности движения во время открытия затвора. Если вы не можете управлять выдержкой камеры (или глаза в данном случае), всё, что вы получаете от яркого света – это более яркий эффект смазывания.

Поскольку у глаза нет затвора, мы создадим эффект затвора с помощью импульсной лампы стробоскопа. Лампа стробоскопа создаёт короткий световой импульс. Как упоминалось ранее, свет не горит 99% времени. Это отличается от действия ламп накаливания, люминесцентных, ртутных и галогенных ламп. Такие лампы образуют непрерывный свет, который постоянно активируют химическую реакцию глаза. Именно поэтому при таком непрерывном свете вы наблюдаете призрачные или размытые изображения быстродвижущихся предметов. При правильной установке прибора всего нескольких сотен люксов
стробоскопического света достаточно для рассмотрения мельчайших деталей. Короткий импульс света действует подобно затвору, передавая серию чётких, ясных изображений на сетчатку глаза наблюдателя. Квалифицированные инспекторы и операторы прокатного стана, которые имеют представление о дефектах поверхности, могут незамедлительно выявить изъяны при скорости до 2000 м/мин.

Неопытным операторам будет легче определять дефекты при стробоскопическом освещении, и они быстро научатся выявлять дефекты производства.

Влияние внешнего освещения на стробоскопическое

Стробоскопический эффект снижается, если стробоскопическое освещение смешивается с внешним освещением. Для достижения необходимого стробоскопического эффекта стробоскопическое освещение должно быть в 4 раза сильнее внешнего. Под внешним освещением понимается весь свет, который прямо или косвенно попадает на осматриваемую поверхность, т.е. свет от ламп накаливания, люминесцентных, кварцевых, натриевых/ртутных ламп, а также и естественный свет. В некоторых случаях необходимо принять меры по уменьшению интенсивности данных видов освещения.

Рис: Ослабление стробоскопического эффекта при соотношении внешнего и стробоскопического освещения 1/1 вместо 1/4:

При усилении внешнего освещения стробоскопический эффект ослабевает. В таком случае следует либо установить стробоскоп ближе к поверхности, либо усилить стробоскопическое освещение, либо оборудовать колпак для защиты наблюдаемой зоны от внешнего света.

Стробоскопическое освещение в промышленности

Существует два основных типа процессов, для наблюдения которых используется стробоскоп: вращательные и линейные:

При наблюдении за такими вращательными элементами, как двигатели, валы, зубчатые колёса, лопасти и т. п. наблюдаемый объект вращается в определённом пространстве и может быть зафиксирован для проверки на наличие дефектов, вибрации, рассогласованности, бокового зазора и т. д.
При наблюдении за линейными процессами, такими как производство стали, текстиля, пластмассы, печать и переработка происходит проверка на наличие двух типов дефектов – повторяющихся и случайных. Повторяющийся дефект воспроизводится через фиксированные интервалы. Это может быть отметка вальца на стали или царапина на печатной форме. Случайный дефект появляется на наблюдаемых поверхностях один раз или несколько раз через разные интервалы. Поскольку стробоскопический эффект обеспечивает передачу нескольких изображений на сетчатку глаза, одиночный дефект проявляется несколько раз, когда он проходит под стробоскопом, что облегчает его обнаружение оператором. Как упоминалось ранее, если глаз видит изображение несколько раз, оно запоминается. Таким образом, оператор сможет выявить и повторяющиеся, и случайные дефекты и принять соответствующие меры.

Важнейшей областью применения стробоскопов Unilux является осмотр поверхностей в сетях и полосах при производстве бумаги, печати, переработке, обработке металлов, также стробоскопы используются и во многих других отраслях.

Источник публикации – Unilux Europe GmbH

Стробоскоп для зажигания - как им пользоваться?

Автомобильные владельцы с солидным опытом знают ценность правильно выставленного начального момента зажигания и корректной работы вакуумного и центробежного регуляторов опережения зажигания. Если произвести неправильную установку момента зажигания (кстати значительная роль может быть сыграна даже минимальным, казалось бы, отклонением на 2-3 градуса), это может стать причиной повышенного расхода топлива, потери мощности и перегреву силового агрегата и даже сокращению его эксплуатационного срока. Поэтому умение осуществлять проверку и регулировать систему зажигания – это очень ценные навыки для водителей, хотя данные процессы вполне относятся к категории достаточно сложных.

Как работает стробоскоп для зажигания?
Характеристики стробоскопа для установки зажигания
Регулировка зажигания с помощью стробоскопа

Если автовладелец всё же решился реализовывать данную операцию, то первым инструментом, который ему пригодится, будет стробоскоп, для установки зажигания, призванный упрощать процесс обслуживания вышеуказанной системы.

Как работает стробоскоп для зажигания?

Стробоскоп зажигания – очень простой и доступный для приобретения прибор, который можно достать в любом специализированном магазине, к тому же он существенно облегчит Вам жизнь, как автовладельцу. Ведь имея в наличии такой прибор, даже начинающий водитель проверит и отрегулирует начальную установку момента зажигания за считанные минуты, а также проверит центробежный и вакуумный регуляторы на наличие каких-либо повреждений.

Данный прибор работает по принципу стробоскопического эффекта, суть которого поясняется примерно так: если объект, который движется в темноте, осветить кратковременной яркой вспышкой, то он покажется визуально застывшим в положении, в котором его и застала вспышка.

Принцип работы данного прибора заключается в стробоскопическом эффекте, суть которого можно пояснить примерно таким образом: если движущийся темноте объект осветить яркой и при этом короткой вспышкой, то он начнет визуально казаться застывшим именно в том положении, в котором вспышка его и застала. Например, если освещать вспышками колесо, которое вращается с частотой, равной его вращательной частоте, то можно визуально его запечатлеть. Это легко заметно благодаря положению определённой метки.

Для установки момента зажигания запустите двигатель на холостых оборотах, а с помощью стробоскопа осветите ранее обговоренные метки. Одна из них, именуемая подвижной расположена на коленвале, хотя может на шкиве привода генератора или на маховике, а другая на корпусе двигателя. Вспышки случаются одновременно с моментом искрообразования в запальной свече цилиндра.

Во время вспыхивания должно быть видно обе метки. Причём здесь действуют следующие условия: если метки располагаются точно друг напротив друга, тогда угол опережения зажигания будет наиболее оптимальным, а если произойдёт смещение подвижной метки, то положение прерывательно-распределительного механизма необходимо откорректировать пока не совпадут метки.

Основным элементом стробоскопа является импульсная стробоскопическая лампа безынерционного типа. Данный механизм построен таким образом, что вспышки происходят в момент появления искры в свече первого цилиндра. Результатом этого будет расположение установочных меток вместе с другими элементами мотора, вращающимися с синхронно с коленчатым валом, в результате освещения их стробоскопической лампой кажутся недвижимыми. Благодаря этому можно осуществлять контроль над правильной установкой изначального момента зажигания.

Из всего описанного и сказанного выше уже складывается представление о характеристике работы стробоскопа для зажигания. Заодно объясним и его устройство: после подключения выводов к аккумулятору, заработает преобразователь напряжения, являющий собой мультивибратор симметрического типа. Изначальное напряжение распределяется далее с делителей на транзисторной базе, которые начинают приоткрываться, но один из них всегда делает это гораздо быстрее другого.

А это влияет на поведение другого транзистора, который в результате этого закрывается, что объясняется прикладыванием запирающего напряжения с обмоток к его базе. Затем транзисторы начинают открываться друг за другом, а это становится причиной подключения к аккумуляторной батареи одной или другой трансформаторной обмотки поочерёдно. В данный момент во вторичных обмотках возникает напряжение с прямоугольной формой и частотой около 800 Герц. Его значение прямо пропорционально количеству витков, имещихся в обмотке.

В момент происхождения непосредственного искрообразования, высоковольтный импульс первого цилиндра поступает на электроды, которые расположены на лампе стробоскопа, путём конденсаторов и специальной вилки разрядника от распределительного гнезда. При всём этом, накопленная конденсатором энергия, преобразовывается в световую от вспышки лампы. После разряда конденсаторов затухает лампа, но они получают заряд от резисторов до напряжения около 450 Вольт. Таким путём закончена подготовка к очередной вспышке.

Резисторы служат ещё и для предотвращения закорачивания в обмотках в момент вспыхивания лампы. Призвание диода – защищать транзистор преобразователя, если стробоскоп подключен в неверной полярности. Благодаря разряднику обеспечивается получение необходимого напряжения высоковольтного импульса, во избежание осуществления возгорания лампы. При этом ни расстояние, ни давление в камере сгорания, ни свечи не играют никакой роли. Благодаря именно разряднику обеспечивается бесперебойная работа стробоскопа даже с закороченными электродами в свече зажигания.

Как видно, принцип работы, достаточно простого с виду механизма довольно сложен. Но это ни в коем случае не означает, что в нём нельзя разобраться. Также важно понять, как выставить зажигание при помощи стробоскопа и попробовать самолично осуществить данный процесс.

Характеристики стробоскопа для установки зажигания

Стробоскоп наделён определённым набором характеристик, который отличает его от других приборов, делая его поистине уникальным и необходимым. Среди уникальности, к примеру, можно назвать следующее: источником питания для стробоскопа могут быть собственные элементы питания и бортовая автомобильная сеть. Отсюда автоматически вытекает вопрос, какой же способ является лучшим – автономное питание или за счёт сети автомобиля.

Скажем лишь то, что эта данность абсолютно не принципиальная, но всё же первый способ ограничивает Вас от необходимости протягивания проводов за прибором. Ещё одной отличительной характеристикой стробоскопа является значение минимальной частоты вспышек, которые он выдаёт.

Она должна быть аналогичной с частотой вращения коленчатого вала, вращающегося на максимальных оборотах. Наиболее распространённые стробоскопы с частотой в 50Гц. Как правило, стробоскоп не может долго функционировать, осуществляя вспышки, а связано это с особенной конструкцией ламп. Зачастую, он способен корректно непрерывно работать не более десяти минут. Эти показатели указываются в инструкции к прибору. Во избежание непредвиденных ситуаций, стробоскопу и, в первую очередь, его лампам, необходимо давать отдых продолжительностью равной времени его работы за один сеанс.

Регулировка зажигания с помощью стробоскопа

Итак, если у Вас имеется сей уникальный инструмент, для выставления зажигания, тогда не стоит всё откладывать «в долгий ящик», а пора приступать к проверке и регулировке зажигания. У каждого трамблёра есть две системы корректировки – центробежный и вакуумный корректоры. Во время работы силового агрегата угол опережения зажигания не постоянен, на что влияет количество оборотов и нагрузка. Это необходимо для оптимального процесса сгорания топлива, а оптимально значит мощно и максимально экономично. Итак начинаем нашу проверку. Поехали.

1. Прогрейте двигатель и нормально отрегулируйте холостые обороты или чуть ниже. Снимите вакуумную трубку, которая идёт от вакуумника трамблёра к карбюратору. В таком режиме проверьте и отрегулируйте установку начального угла опережения зажигания. Подробные данные об этом Вы найдёте в мануале к Вашему транспортному средству.

2. Увеличив обороты двигателя до двух тысяч, Вы должны будете наблюдать и увеличение угла напряжения примерно на семь градусов, если этого не произошло, значит проблема с центробежным регулятором. Основной причиной, зачастую, может быть заклинивание центробежного механизма, что зачастую случается в следствии его окисления. Кроме этого часто происходит поломка пружин механизма.

3. Проверить работу вакуумного регулятора опережения зажигания будет посложнее из-за того, что его работа связана с работой карбюратора. Основным условием корректной работы вакуумного регулятора является отсутствие (на холостых оборотах) разряжения в трубке, пролегающей между вакуумником и карбюратором. Оно должно возникать только с повышением оборотов двигателя.

Своевременное появление разряжения в трубке проверяется кончиком языка к концу трубки, который соединяется с вакуумником трамблёра. Если карбюратор не в состоянии обеспечить своевременное появление разряда в трубке, то вакуумный корректор попросту не сможет нормально функционировать, даже если механизм трамблёра полностью исправен.

При правильной работе карбюратора и своевременном разряжении, соответственно, приступайте к проверке работоспособности самого вакуумника. Подсоедините вакуумную трубку снова к трамблёру и осветите метку стробоскопом. С увеличивающимися оборотами метка будет уходить выше в два раза, чем до этого с отсоединённой трубкой.

Суммарный угол опережения включает в себя три величины: начальный угол опережения зажигания, дополнительное опережение, которое создаётся центробежным регулятором, и дополнительное опережение от вакуумника. Он может достигать и 30 градусов. Всё зависит от режима работы силового агрегата, его модели и характеристик трамблёра.

У распределителей зажигания имеются свои определённые заданные характеристики функционирования. Определить их параметры точно и соответсвие их стандарту можно определить лишь на специальных стендах. В проделываемом Вами случае можно лишь определить работает или нет та либо иная схема. Конечно, опытный профессионал может и визуально определить насколько правильны характеристики работы трамблёра, а в случае чего и отрегулировать их, но это не так просто и для этого нужен определённый опыт, который нарабатывается долгими годами практики.

И последнее, что мы хотим сказать по данной теме. Если одна из систем коррекции опережения зажигания или обе не работают, то автомобиль заметно теряет в разгонной динамике, могут появиться "провалы" и увеличиться топливный расход.

Что такое стробоскоп? - Стробоскопический тахометр и принцип его работы

22 июля 2021 г.

Что такое стробоскоп?

Стробоскоп или стробоскоп — это прибор, работающий на явлении стробоскопического эффекта. Он создает эффект стоп-кадра вращающегося объекта, вспыхивая на нем ярким светом. Этот вид неподвижного движущегося объекта можно использовать для изучения вращающихся, колеблющихся или вибрирующих объектов.

Следовательно, стробоскопический прибор можно использовать для измерения скорости вращения, вращательного движения или угловой скорости (об/мин) двигателя или любого вращающегося объекта. Угловые скорости в диапазоне от 600 до 20000 об/мин можно измерить с помощью стробоскопического тахометра. В стробоскопическом тахометре используется мигающий свет с переменной частотой, называемый строботроном.

Стробоскопический тахометр :

Стробоскоп или стробоскопический тахометр также называют стробоскопом с фонариком, используемым для измерения угловой скорости или скорости вращения стробоскопическим методом. Он состоит из мигающего света переменной частоты, в котором можно регулировать частоту мигания света стробоскопа.

Генератор переменной частоты используется для управления частотой мигания фонаря. Регулируя частоту генератора, можно измерить угловую скорость. Ниже показано измерение скорости вращения с использованием стробоскопического метода.

Для измерения угловой скорости вала или любого вращающегося тела. На вращающийся вал, угловую скорость которого необходимо измерить, надевается диск с отличительными метками. Стробоскоп снабжен неоновой газоразрядной лампой. Стробоскоп настраивается таким образом, чтобы свет мигал прямо на контрольные метки.

Частота этих вспышек изменяется и регулируется с помощью ручки регулировки частоты до тех пор, пока контрольные метки на диске не станут неподвижными.

Это происходит, когда частота вспышки лампы равна скорости вращения референтных меток на диске и, следовательно, на валу. Таким образом, частота мигания стробоскопа дает угловую скорость или скорость при калибровке по скорости.

Строботрон :

Строботрон — это устройство, которое используется в качестве источника мигающего света в стробоскопическом методе измерения угловой скорости. Строботрон представляет собой газоразрядную трубку с горячим катодом, состоящую из двух электродов (катода и анода) и двух сеток (внутренней сетки и внешней сетки).

Проводимость в газоразрядной трубке начинается, когда потенциал внутренней сетки меньше или потенциал внешней сетки больше определенного значения. Затем, чтобы остановить проводимость, потенциал анода необходимо сделать равным нулю.

Генератор переменной частоты является частью схемы строботрона и подключен к газоразрядной трубке, как показано на рисунке выше. Генератор подает сигнал, который отвечает за мигание света. Когда строботрон (газовая трубка) получает колебательный сигнал от генератора, ионизированная трубка начинает мигать.

Из-за процесса прошивки конденсатор C разряжается. Чтобы снова перезарядиться, конденсатор С потребляет большой ток. Это приводит к большому падению напряжения на резисторе R, что, в свою очередь, приводит к уменьшению анодного потенциала.

Уменьшение анодного потенциала останавливает ионизацию газа в разрядной трубке и, следовательно, прекращает мигание света. Мигание света начинается снова, когда он получает следующий импульс от генератора. Изменяя частоту генератора (то есть колебательного сигнала), частоту мигания света можно изменять и, таким образом, контролировать.

Преимущества стробоскопического тахометра:

В этом методе угловая скорость может быть измерена без какого-либо физического контакта с валом, т. е. без приложения какой-либо нагрузки к валу.
Этот метод лучше всего подходит для случаев, когда физический контакт с вращающимся валом невозможен.

Недостатки стробоскопа Тахометр:

Трудно измерить угловую скорость, если доступный свет в окружающей среде или окружающее освещение превышает определенный уровень.
Точность измерений снижается, если частота генератора не стабилизирована для получения фиксированной частоты.

Стробоскоп | FDA

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

ОТДЕЛ. ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ОБРАЗОВАНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ
СЛУЖБА ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ И ЛЕКАРСТВА
*ORA/ORO/DEIO/IB*

Дата: 03.08.73 Номер: 12
Связанные программные области:
Food, Drug, Устройство, производство и упаковка

ТЕМА ITG: СТРОБОСКОП

Стробоскоп представляет собой интенсивный высокоскоростной источник света, используемый для визуального анализа периодически движущихся объектов и для высокоскоростной фотосъемки. Объекты в быстром периодическом движении можно изучать с помощью стробоскопа, чтобы создать оптическую иллюзию остановленного или замедленного движения. Когда частота повторения вспышек стробоскопа точно такая же, как частота движения объекта или ее целое кратное, движущийся объект будет казаться неподвижным. Когда частота вспышек строба близка к этим скоростям, можно увидеть замедленную копию реального движения объекта. Используя этот стробоскопический эффект, стробоскоп можно использовать для широкого спектра применений, включая контроль качества и инспекционные операции. Могут быть реализованы проверки и измерения скорости роторов, зубчатых колес, кулачков, валов, шпинделей, формы распыления жидкости, заполнение и запечатывание упаковки и т. д. Стробоскоп использовался для контроля работы высокоскоростных машин для розлива и укупорки бутылок на пивоваренных заводах. Надлежащее наполнение можно приблизительно определить, отслеживая количество напора или пены, которая выливается на верхнюю часть бутылок. С помощью специально обозначенного диска и стального стержня, на котором диск может свободно вращаться, можно измерять линейные скорости конвейерных лент. Когда диск прижат к движущейся ленте и заставляет ее вращаться, стробоскопическое измерение скорости диска можно легко преобразовать в футы ленты в минуту. Стробоскоп также используется для фотографирования объектов с высокой скоростью, обеспечивая время экспозиции всего доли микросекунды.

General Radio Type 1538-A Strobotac {{Зарегистрированная торговая марка}} является хорошим примером универсального имеющегося в продаже стробоскопа. Модель 1538-A имеет два основных режима работы; Внутреннее управление вспышкой и внешнее управление вспышкой. В режиме внутренней вспышки частота вспышек устройства контролируется внутренним генератором с частотой вспышек, регулируемой от 110 до 150 000 вспышек в минуту. Этот общий диапазон разделен на четыре диапазона прямого считывания, отображаемые на большой ручке управления диапазоном с подсветкой. Более крупный регулятор, концентрический с ручкой диапазона, обеспечивает точную настройку частоты мигания.

Когда регулятор диапазона {{Зарегистрированная торговая марка}} Strobotac настраивается для одного стационарного изображения, оператор должен быть осторожным, чтобы не быть сбитым с толку ложными изображениями. Есть несколько способов, которыми оператор может идентифицировать ложные изображения. Когда обнаруживается одиночное стационарное изображение, он может уменьшать частоту мигания до тех пор, пока не появится другое одиночное изображение. Если это происходит на половине первого показания контроля диапазона, первое показание было фактической скоростью объекта. Если изображение появляется при каком-то другом чтении, первое значение было дольным. Оператор также может удвоить частоту мигания и проверить наличие двойного изображения. Если есть двойное изображение, то первая скорость была основной. Самый простой способ — переключить переключатель диапазонов на следующий более высокий диапазон. Из-за отношения шести к одному между диапазонами типа 1538-A, шаблон изображения шесть к одному появится, если первая скорость является основной скоростью. При просмотре симметричных объектов (например, четырехлопастного вентилятора) некоторая часть движущегося объекта должна быть отмечена, чтобы избежать обмана гармоническими изображениями.

Когда наблюдаемое движение не является периодическим, необходимо внешнее средство срабатывания объекта для синхронизации вспышек Strobotac {{Зарегистрированная торговая марка}} с наблюдаемым движением объекта. В режиме внешней вспышки тип 1538-A Strobotac {{Зарегистрированная торговая марка}} может запускаться извне путем замыкания механического контакта или электрического триггера. Для срабатывания механическим замыканием механический контакт прикрепляется к наблюдаемому объекту таким образом, что контакт замыкается один раз за каждый цикл движения объекта. Механические контакты обычно используются на малых скоростях и в ситуациях, когда загрузка наблюдаемого объекта не критична. Фотоэлектрический датчик является наиболее распространенным электрическим источником запуска, используемым для запуска стробоскопа. Это устройство содержит фоточувствительный элемент, который создает электрический импульс всякий раз, когда происходит изменение уровня освещенности, например, отражение от пятна на объекте, находящемся в периодическом движении, или прием света через отверстие в объекте, находящемся в периодическом движении. Можно придумать различные средства для изменения уровня освещенности.

При использовании стробоскопа пользователь предупреждается о том, чтобы он не проявлял неосторожности и не касался исследуемого объекта, а также не допускал запутывания одежды. Также следует соблюдать осторожность при работе со стробоскопом в присутствии людей, подверженных мерцательному головокружению. Периодическая вспышка стробоскопа может вызвать у таких людей эпилептическое состояние, даже если ранее у них не диагностировали склонность к эпилепсии.

Радиостанция General Radio Type 1538-A может работать от источника питания напряжением от 100 до 125 В, частотой от 50 до 60 Гц Z или от перезаряжаемой никель-кадиевой аккумуляторной батареи. Базовый блок состоит из переносного футляра (содержащего электронику) и прикрепленной на петлях лампы/рефлектора, который поворачивается на 360 градусов. Крышка футляра служит регулируемой подставкой. Модель 1538-A имеет размеры 10,63 x 6,63 x 13 дюймов, весит 7,5 фунта и в настоящее время указана в федеральном списке поставок примерно по 575 долларов. Аккумулятор в кожаном футляре с зарядным устройством стоит около 125 долларов. Одна радиостанция General Radio Type 1538-A Strobotac {{Зарегистрированная торговая марка}} с батарейным блоком, а также по одному фотоэлектрическому датчику типа 1536-A и типу 1537-A и импульсной задержке типа 1531-P2 теперь доступны на условиях аренды для использования в округе компанией DEIO. Отдел расследований (ГФУ-132). Задержка типа 1531-P2 обеспечивает усиление и мощность фотоэлектрического датчика типа 1536-A, а также используется для задержки вспышки, чтобы можно было увидеть любой элемент цикла наблюдаемого объекта. Любые округа, заинтересованные в экспериментах с {{зарегистрированной торговой маркой}} Strobotac или которым требуется дополнительная информация о {{зарегистрированной торговой марке}} Strobotac, должны связаться с отделом расследований DEIO по телефону (301) 443-3340.