ما هو الطيف التلقائي؟ تحليل تردد أحادي القناة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو الطيف التلقائي؟ تحليل تردد أحادي القناة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو الطيف التلقائي؟ تحليل التردد أحادي القناة

نُشر بواسطة admin على

فهم الطيف التلقائي

التعريف: ما هو الطيف التلقائي؟

الطيف التلقائي (يُسمى أيضًا الطيف التلقائي أو طيف الطاقة أو الطيف ببساطة) هو تمثيل المجال الترددي لتردد واحد اهتزاز إشارة توضح توزيع طاقة الاهتزاز أو السعة كدالة للتردد. يتم حسابها عن طريق أخذ تحويل فورييه السريع (FFT) للإشارة وعرض مقدار كل مكون ترددي. يُميّز مصطلح "الطيف التلقائي" بينه وبين الطيف المتقاطع (الذي يربط بين إشارتين مختلفتين)، مؤكدًا أنه طيف الإشارة مع نفسها.

في الممارسة العملية، الطيف التلقائي هو ما يسميه معظم الناس ببساطة "الطيف" أو "طيف FFT" - وهو عرض تحليل التردد القياسي في أجهزة تحليل الاهتزاز التي تظهر القمم عند عدم التوازن, ترددات خطأ المحمل, وشبكة التروس، ومكونات تشخيصية أخرى. يصبح فهم أن هذا طيف تلقائي من الناحية التقنية أمرًا بالغ الأهمية عند العمل مع التحليل متعدد القنوات، حيث تلعب الأطياف المتقاطعة ووظائف الارتباط الأخرى دورًا.

الأساس الرياضي

طرق الحساب

تحويل فورييه السريع المباشر

  • حساب تحويل فورييه السريع لإشارة الوقت
  • حساب مقدار كل مكون من مكونات FFT المعقدة
  • حجم العرض مقابل التردد
  • الأكثر شيوعًا ومباشرة

عبر الارتباط التلقائي

  • حساب دالة الارتباط الذاتي للإشارة
  • خذ FFT للارتباط الذاتي
  • النتيجة هي الطيف الذاتي (نظرية فينر-خينشين)
  • طريق مكافئ رياضيًا ولكنه مختلف حسابيًا

Averaging

  • أطياف تلقائية متعددة محسوبة من سجلات زمنية متسلسلة
  • تم حساب المتوسط معًا لتقليل الضوضاء وتحسين الموثوقية الإحصائية
  • نموذجي: 4-16 متوسطًا لتشخيص الآلات
  • مزيد من المتوسطات للاهتزاز العشوائي (50-100+)

الخصائص والميزات

القيمة الحقيقية

  • الطيف التلقائي حقيقي دائمًا (لا يوجد جزء خيالي)
  • يمثل المقدار فقط، لا مرحلة معلومة
  • حساب فقدان الطور في المقدار
  • كافية لمعظم التشخيصات ذات النقطة الواحدة

دائما إيجابية

  • القيم دائمًا ≥ 0 (مقدار مربع أو مقدار)
  • لا يمكن أن يكون لها قيم طيفية سلبية
  • يمثل الطاقة أو القوة (إيجابية بطبيعتها)

متماثل (للإشارات الحقيقية)

  • الطيف التلقائي للإشارة الحقيقية المتماثلة حول تردد نيستكويست
  • الترددات السلبية تعكس الترددات الإيجابية
  • يتم عرض الترددات الإيجابية فقط (تحتوي على جميع المعلومات)

الطيف التلقائي في تشخيص الآلات

شاشة التشخيص القياسية

  • ما يسميه الفنيون "الطيف" أو "FFT"“
  • يُظهر جميع مكونات تردد الاهتزاز
  • تم تحديد القمم ومطابقتها مع أنواع الأعطال
  • الأداة الأساسية لتشخيص الأخطاء

الميزات النموذجية

  • 1× الذروة: عدم التوازن أو مصادر أخرى 1×
  • 2 × الذروة: عدم المحاذاة أو الارتخاء
  • ترددات المحمل: BPFO، BPFI، BSF، FTF
  • شبكة التروس: تردد تعشيق الأسنان
  • كهربائي: 2 × تردد الخط (120/100 هرتز)
  • مستوى الضوضاء: مستوى الخلفية من الاهتزاز العشوائي والضوضاء

الطيف التلقائي مقابل الطيف المتقاطع

الطيف التلقائي (قناة واحدة)

  • طيف إشارة واحدة
  • يعرض محتوى التردد
  • لا توجد معلومات عن المرحلة
  • كافية لمعظم التشخيصات
  • تحويل فورييه السريع القياسي أحادي القناة

طيف متقاطع (قناتان)

  • العلاقة بين إشارتين
  • يُظهر محتوى التردد المشترك
  • يتضمن علاقة الطور
  • تستخدم في تحليل دالة النقل والتماسك
  • يتطلب قناتين متزامنتين

متوسط الأطياف التلقائية

المتوسط الخطي

  • المتوسط الحسابي للأطياف التلقائية المتعددة
  • يقلل من تباين الضوضاء العشوائية
  • تحسين تقدير الطيف الحقيقي
  • معيار تحليل الآلات

المتوسط الأسّي

  • المتوسط المرجح الذي يعطي وزنًا أكبر للأطياف الأخيرة
  • مفيد لتتبع الظروف المتغيرة
  • تطبيقات المراقبة في الوقت الحقيقي

ذروة الثبات (الطيف الأقصى)

  • كل صندوق تردد يحمل القيمة القصوى
  • يلتقط المكونات المؤقتة
  • مفيد لتحليل بدء التشغيل/الإيقاف

تنسيقات العرض

المقياس الخطي

  • المحور Y الخطي (مم/ثانية، م/ثانية²، إلخ.)
  • القيم المطلقة سهلة القراءة
  • يمكن أن تكون القمم الصغيرة غير مرئية إذا كانت هناك قمم كبيرة
  • شائع للتحليل الروتيني

المقياس اللوغاريتمي (ديسيبل)

  • المحور Y بالديسيبل (20 log(السعة/المرجع))
  • نطاق ديناميكي واسع مرئي
  • قمم صغيرة وكبيرة مرئية
  • مشترك للبحث والتحليل التفصيلي

محور التردد

  • خطي: تباعد هرتز متساوي، معياري للآلات
  • لوغاريتمي: تباعد الأوكتاف المتساوي، مفيد لنطاقات التردد الواسعة

مؤشرات الجودة

الجودة الطيفية

  • طيف نظيف: قمم واضحة، أرضية منخفضة الضوضاء
  • الطيف الصاخب: خلفية عالية، قمم غير واضحة
  • المتوسط: تحسين الجودة عن طريق تقليل الضوضاء
  • Resolution: كافية لفصل القمم القريبة

مؤشرات التحميل الزائد

  • التحقق من وجود حمل زائد للإشارة أثناء الاستحواذ
  • يؤدي التحميل الزائد إلى إنشاء مكونات طيفية خاطئة
  • ضبط مكسب الإدخال في حالة حدوث حمل زائد

يُعدّ الطيف التلقائي أداةً أساسيةً لتحليل الترددات في تشخيص الاهتزازات، وهو يُمثّل تحويل فورييه السريع أحادي القناة الذي يستخدمه الفنيون يوميًا لتحديد الأعطال وتقييم حالتها. إن فهم "الطيف" هو في الواقع طيف تلقائي، وكيفية ارتباطه بالأطياف المتقاطعة وتقنيات التحليل الطيفي الأخرى، يُوفّر الأساس لتحليل متقدم متعدد القنوات وتشخيص شامل للآلات.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب