فهم مرشحات تمرير النطاق

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

مجموعة كاملة لتشخيص الاهتزازات وموازنة المعدات الصناعية من Vibromera، تتضمن أربعة مستشعرات اهتزاز مع كابلات، ووحدة واجهة إشارة، ومقياس سرعة دوران ليزري مزود بحامل مغناطيسي، وميزان رقمي، وكابل USB، وحقيبة حمل. صُمم النظام لموازنة الدوارات الميدانية ومراقبة حالة المعدات الصناعية.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

التعريف: ما هو مرشح تمرير النطاق؟

مرشح تمرير النطاق (BPF) هو عنصر معالجة إشارة انتقائية للتردد يسمح اهتزاز يسمح هذا النظام بمرور مكونات ضمن نطاق ترددي محدد مع تخفيف قوة المكونات الواقعة أسفله وفوقه. يجمع هذا النظام بين خصائص مرشح الترددات العالية (الذي يحجب الترددات المنخفضة) ومرشح الترددات المنخفضة (الذي يحجب الترددات العالية) لإنشاء "نافذة" تمرر نطاق تردد متوسط محدد فقط. تُحدد مرشحات التردد النطاقي بترددها المركزي، وعرض نطاقها الترددي، وترتيب/انحدار المرشح.

في تحليل الاهتزاز، تعتبر مرشحات تمرير النطاق ضرورية لـ تحليل الغلاف (عزل ترددات تأثير المحمل)، والتشخيصات المركزة (فحص نطاقات التردد المحددة)، والقضاء على الاهتزازات غير المرغوب فيها خارج نطاق التردد المطلوب لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء ووضوح القياس.

معلمات الفلتر

التردد المركزي (f0)

منتصف نطاق التمرير
تردد استجابة الفلتر القصوى
تم اختيارها بناءً على محتوى التردد محل الاهتمام
يتم اختيارها عادة لتتناسب مع تردد الرنين أو الخطأ

عرض النطاق الترددي (BW)

تعريف: نطاق التردد بين نقاط -3 ديسيبل (f_high – f_low)
النطاق الضيق: الوزن الخفيف < 10% من التردد المركزي (انتقائي للغاية)
نطاق واسع: BW > 50% من التردد المركزي (أقل انتقائية)
عامل Q: Q = f0 / BW (Q الأعلى = أضيق وأكثر انتقائية)

خصائص الفلتر

الحد الأدنى للقطع (f_low): التردد حيث يصل المنحدر الأدنى إلى -3 ديسيبل
الحد العلوي (f_high): التردد حيث يصل المنحدر العلوي إلى -3 ديسيبل
عامل الشكل: نسبة عرض نطاق التوقف إلى عرض نطاق التمرير (مقياس الانتقائية)

تطبيقات في تحليل الاهتزازات

1. تحليل المغلف (التطبيق الأساسي)

الخطوة الأولى الحاسمة في اكتشاف عيوب المحمل:

اختيار الفرقة: 500 هرتز – 10 كيلو هرتز أو 1 كيلو هرتز – 20 كيلو هرتز نموذجي
غاية: عزل الرنينات الحاملة عالية التردد التي تثيرها الصدمات
عملية: BPF → اكتشاف الغلاف → تحويل فورييه السريع من الظرف
نتيجة: مُحسّن ترددات خطأ المحمل مرئية بوضوح

2. تحليل نطاق الرنين

مرشح حول تردد الرنين الهيكلي أو المحمل
عزل الطاقة عند الرنين عن الترددات الأخرى
تقييم الإثارة والاستجابة في وضع محدد
مفيد لاستكشاف أخطاء الرنين وإصلاحها

3. عزل نطاق التردد

التركيز على نطاق تردد التشخيص المحدد
مثال: 10-100 هرتز لتحليل التردد المنخفض
يزيل الانجراف منخفض التردد والضوضاء عالية التردد
تحسين الوضوح للترددات ذات الاهتمام

4. عزل شبكة التروس

BPF متمركز عند تردد شبكة التروس
يمرر ترددات الشبكة والنطاقات الجانبية
يمنع مراحل التروس الأخرى وترددات المحمل
تمكين تحليل التروس المركّزة

تصميم مرشح تمرير النطاق

التمريرات المنخفضة والعالية المتتالية

التنفيذ الأكثر شيوعًا:

يمنع مرشح التمرير العالي الترددات الأقل من f_low
يمنع مرشح الترددات المنخفضة الترددات الأعلى من f_high
مجموعة السلسلة تخلق نطاق تمرير
يساهم كل مرشح في الانتقائية الكلية

تصميم تمرير النطاق المباشر

تم تحسينه كمرشح واحد بدلاً من مرشح متسلسل
أكثر تعقيدًا ولكن يمكن تحقيق خصائص أفضل
تستخدم في التطبيقات المتخصصة

اعتبارات عملية

مقايضات اختيار النطاق الترددي

النطاق الترددي الضيق

المزايا: انتقائية أفضل، ورفض أقوى للترددات المجاورة
العيوب: قد تفوت تغيرات التردد، وتتطلب ضبطًا دقيقًا
يستخدم: عندما يكون التردد الدقيق معروفًا ومستقرًا

نطاق ترددي واسع

المزايا: يلتقط اختلافات التردد، وضبط أقل أهمية
العيوب: رفض أقل للترددات غير المرغوب فيها القريبة
يستخدم: عندما يختلف التردد أو نطاق الترددات المطلوبة

لتحليل المغلف

الفرق النموذجية: 500-2000 هرتز، 1000-5000 هرتز، 5000-20000 هرتز
اختيار: اختر الفرقة ذات الإثارة الرنينية ذات المحمل الجيد
يؤكد: التحقق من طيف التسارع الخام لتحديد الرنين
تحسين: قم بالتعديل لتعظيم إشارة عيب المحمل

تأثيرات الفلتر على الإشارات

تأثيرات الموجة الزمنية

يُظهر الشكل الموجي المفلتر الترددات الموجودة في نطاق التمرير فقط
يظهر كناقل معدل (إذا كان النطاق ضيقًا)
يزيل الاختلافات ذات التردد المنخفض والضوضاء ذات التردد العالي
يمكن تبسيط تفسير شكل الموجة

تأثيرات الطيف

تم الحفاظ على سعات نطاق التمرير
تم تقليل سعة نطاق التوقف (40-80 ديسيبل نموذجيًا)
طيف أنظف يركز على نطاق الاهتمام
يتم خفض مستوى الضوضاء في حالة وجود ضوضاء خارج نطاق التمرير

مرشحات تمرير النطاق الرقمية مقابل التناظرية

المرشحات التناظرية

تنفيذ الأجهزة في مسار الإشارة
التشغيل في الوقت الحقيقي
الخصائص الثابتة بمجرد تصميمها
يستخدم في التنعيم ومعالجة الإشارة

المرشحات الرقمية

معالجة البرمجيات بعد الرقمنة
المعلمات القابلة للتعديل
يمكن تطبيقها/إزالتها بعد التجميع
توفر أجهزة التحليل الحديثة خيارات BPF الرقمية الشاملة

التطبيقات الشائعة حسب نطاق التردد

نطاق تمرير التردد المنخفض (10-200 هرتز)

تحليل عدم التوازن وعدم المحاذاة
مراقبة الآلات منخفضة السرعة
اهتزازات الأساس والهيكل

نطاق التردد المتوسط (200-2000 هرتز)

ترددات شبكة التروس
ترددات مرور الشفرة/الريشة
انخفاض ترددات خطأ المحمل

نطاق تمرير التردد العالي (2-40 كيلو هرتز)

تحليل غلاف عيب المحمل
التأثيرات عالية التردد
الترددات فوق الصوتية
إثارة رنين المحمل

مرشحات تمرير النطاق الترددي هي أدوات معالجة إشارات متعددة الاستخدامات، تُمكّن من تحليل مُركّز لنطاقات ترددية مُحددة مع رفض مُكوّنات الترددات المنخفضة والعالية غير المرغوب فيها. يُعدّ إتقان اختيار مرشح تمرير النطاق الترددي وتطبيقه - وخاصةً لتحليل الغلاف وعزل نطاق التردد - أمرًا أساسيًا لتشخيص الاهتزازات المُتقدّم واستخلاص معلومات التشخيص بفعالية من بصمات الاهتزاز المُعقدة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

ما هو مرشح تمرير النطاق؟ اختيار نطاق التردد

نُشر بواسطة admin على أكتوبر 31, 2025 أكتوبر 31, 2025