ما هو التكامل في الاهتزاز؟ تحويل الإشارة • 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 التكامل في الاهتزاز؟ تحويل الإشارة • 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 التكامل في الاهتزاز؟ تحويل الإشارة

نُشر بواسطة admin على

فهم التكامل في تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هو التكامل؟

اندماج في اهتزاز التحليل هو العملية الرياضية لتحويل قياسات الاهتزاز من معلمة إلى أخرى عن طريق التكامل في المجال الزمني أو القسمة على التردد في المجال الترددي. وفي أغلب الأحيان، يُحوِّل التكامل تسريع (تم قياسه بواسطة accelerometers) ل سرعة, ، أو السرعة إلى النزوح. نظرًا لأن التسارع والسرعة والإزاحة مرتبطة من خلال حساب التفاضل والتكامل (السرعة = ∫التسارع dt؛ الإزاحة = ∫السرعة dt)، فإن التكامل يسمح بالتعبير عن الاهتزاز في المعلمة الأكثر ملاءمة للتطبيق ونطاق التردد.

يعد التكامل ضروريًا لأن معلمات الاهتزاز المختلفة تكون مثالية لأغراض مختلفة: التسارع لتحليل التردد العالي (عيوب المحمل)، والسرعة لحالة الآلات العامة (معايير ISO)، والإزاحة للمعدات منخفضة السرعة وتقييم الخلوص.

العلاقات الرياضية

تكامل المجال الزمني

  • السرعة من التسارع: v(t) = ∫ a(t) dt
  • الإزاحة من السرعة: d(t) = ∫ v(t) dt
  • الإزاحة من التسارع: d(t) = ∫∫ a(t) dt dt (تكامل مزدوج)

تكامل المجال الترددي

أبسط في مجال التردد:

  • السرعة من التسارع: V(f) = A(f) / (2πf)
  • الإزاحة من السرعة: D(f) = V(f) / (2πf)
  • نتيجة: التقسيم حسب التردد، وبالتالي يتم تضخيم الترددات المنخفضة وتقليل الترددات العالية

لماذا التكامل ضروري؟

حدود المستشعر

  • أجهزة قياس التسارع هي أجهزة الاستشعار الأكثر تنوعًا وانتشارًا
  • ولكن التسارع ليس دائمًا أفضل معلمة للتحليل
  • يتيح التكامل استخدام مقياس التسارع لجميع أنواع المعلمات
  • أكثر اقتصادا من أنواع أجهزة الاستشعار المتعددة

اختيار المعلمة حسب التردد

  • التردد العالي (>1000 هرتز): أفضل تسارع (عيوب المحمل)
  • التردد المتوسط (10-1000 هرتز): أفضل سرعة (الآلات العامة، معايير ISO)
  • التردد المنخفض (< 10 هرتز): أفضل إزاحة (معدات منخفضة السرعة، خلوص)
  • اندماج: يتيح استخدام المعلمة المثلى لكل نطاق تردد

المتطلبات القياسية

  • تحدد ISO 20816 سرعة RMS
  • في حالة قياس التسارع، يجب التكامل مع السرعة
  • يجب تحويل قياسات مسبار القرب في الإزاحة لمقارنة السرعة

تحديات التكامل

الانجراف منخفض التردد

مشكلة التكامل الأساسية:

  • أي إزاحة تيار مستمر أو مكون ذو تردد منخفض للغاية
  • التكامل يضخم الترددات المنخفضة (القسمة على أرقام صغيرة)
  • يخلق أخطاء ضخمة منخفضة التردد
  • الإشارة "تنحرف" عن النطاق
  • حل: مرشح الترددات العالية قبل التكامل (عادةً ما يكون القطع 2-10 هرتز)

تضخيم الضوضاء

  • التكامل هو عملية 1/f (تضخيم الترددات المنخفضة)
  • ضوضاء التردد المنخفض تم تضخيمها أكثر من الإشارة
  • يمكن أن يؤدي إلى تدهور نسبة الإشارة إلى الضوضاء
  • حل: تصفية الضوضاء قبل التكامل

أخطاء مركبات التكامل المزدوج

  • يتطلب التسارع إلى الإزاحة تكاملاً مزدوجًا
  • تتضاعف الأخطاء
  • حساس جدًا لإزاحة التيار المستمر والضوضاء ذات التردد المنخفض
  • الترشيح عالي التردد العدواني ضروري (10-20 هرتز نموذجيًا)

إجراءات التكامل السليم

التكامل الفردي (التسارع إلى السرعة)

  1. الحصول على الإشارة: جمع بيانات التسارع بمعدل أخذ عينات مناسب
  2. إزالة التيار المستمر: إزالة أي إزاحة تيار مستمر
  3. مرشح التمرير العالي: استخدم HPF بمعدل 2-10 هرتز لإزالة الانجراف
  4. دمج: إجراء التكامل (القسمة على 2πf في مجال التردد)
  5. يؤكد: تحقق من النتيجة للحصول على قيم معقولة وعدم وجود انحراف

التكامل المزدوج (التسارع إلى الإزاحة)

  1. HPF العدواني: قطع 10-20 هرتز (أعلى من التكامل الفردي)
  2. التكامل الأول: التسارع → السرعة
  3. التحقق من الوسيط: التحقق من نتيجة السرعة
  4. التكامل الثاني: السرعة → الإزاحة
  5. التحقق النهائي: تأكيد الإزاحة المعقولة

المجال الترددي مقابل المجال الزمني

تكامل المجال الترددي (المفضل)

  • طريقة: تحويل فورييه السريع → القسمة على 2πf → تحويل فورييه السريع العكسي
  • المزايا: مباشر، لا توجد أخطاء تراكمية، وسهل تطبيق التصفية
  • تطبيق: المعيار في المحللات الحديثة
  • نتيجة: التكامل النظيف والدقيق

تكامل المجال الزمني

  • طريقة: التكامل العددي (قاعدة شبه المنحرف، قاعدة سيمبسون)
  • التحديات: الأخطاء التراكمية، الانحراف، التصفية الأكثر تعقيدًا
  • يستخدم: عندما لا يكون مجال التردد عمليًا

التطبيقات العملية

الامتثال للمعايير

  • تحويل قياسات مقياس التسارع إلى السرعة للمقارنة وفقًا لمعيار ISO 20816
  • تحويل إزاحة مسبار القرب إلى سرعة
  • يضمن المقارنة المتسقة بين أنواع المستشعرات

الآلات منخفضة السرعة

  • عند السرعات المنخفضة (< 500 دورة في الدقيقة)، يصبح التسارع والسرعة صغيرين
  • النزوح أكثر معنى
  • دمج التسارع مع الإزاحة للتحليل

تحليل متعدد المعلمات

  • عرض نفس الاهتزاز مثل التسارع والسرعة والإزاحة
  • كل معلمة تؤكد على نطاقات تردد مختلفة
  • فهم شامل لخصائص الاهتزاز

الأخطاء الشائعة

التكامل بدون تصفية

  • النتائج في الانجراف والأخطاء
  • قيم الإزاحة غير القابلة للاستخدام
  • استخدم دائمًا مرشح الترددات العالية قبل التكامل

تردد القطع الخاطئ

  • منخفض جدًا: مشاكل الانجراف
  • مرتفع جدًا: تمت إزالة الترددات المنخفضة الصالحة
  • يجب تحقيق التوازن بين منع الانجراف والحفاظ على الإشارة

مقارنة المعلمات المختلطة

  • لا تقارن التسارع بالسرعة بشكل مباشر
  • التحويل إلى نفس المعلمة قبل المقارنة
  • يؤثر محتوى التردد على المعلمة التي تعرض قيمًا أعلى

يُعدّ التكامل عملية معالجة إشارات أساسية في تحليل الاهتزازات، تُمكّن من التحويل بين قياسات التسارع والسرعة والإزاحة. وتُعدّ تقنية التكامل المناسبة - بما في ذلك ترشيح الترددات العالية المناسب لمنع الانجراف وفهم تطبيق النطاق الترددي - أساسيةً لتحويل دقيق لمعلمات الاهتزاز، والامتثال للمعايير، وتحليل شامل متعدد المعلمات لحالة الآلات.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات: المصطلحاتتشخيص الاهتزاز
واتساب