ما هي كثافة طيف القدرة؟ تحليل كثافة طيف القدرة • 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 هي كثافة طيف القدرة؟ تحليل كثافة طيف القدرة • 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 هي كثافة الطاقة الطيفية؟ تحليل كثافة الطاقة الطيفية

نُشر بواسطة admin على

فهم كثافة الطاقة الطيفية

التعريف: ما هي كثافة الطيف القدرة؟

كثافة الطيف الكهربائي (PSD) هو تمثيل لـ اهتزاز توزيع الطاقة عبر التردد، معبرًا عنه كطاقة لكل وحدة عرض نطاق ترددي (الوحدات: (م/ث²)²/هرتز للتسارع، (مم/ث²)²/هرتز للسرعة). على عكس المعيار طيف السعة الذي يُظهر السعة عند كل تردد، يُظهر PSD كيفية توزيع قوة الاهتزاز عبر التردد، مع معايرة القيم بواسطة عرض نطاق دقة التردد. هذا المعايرة تجعل PSD مستقلاً عن عرض نطاق التحليل، مما يسمح بمقارنة ذات معنى بين الأطياف المقاسة بإعدادات دقة مختلفة.

تعتبر PSD مهمة بشكل خاص لتحليل الاهتزاز العشوائي (حيث يتم توزيع الطاقة بشكل مستمر عبر التردد بدلاً من تركيزها في قمم منفصلة)، ولتحليل الضوضاء، وللتطبيقات التي تتطلب توصيفًا طيفيًا مستقلاً عن النطاق الترددي مثل اختبار الاهتزاز والتأهيل البيئي.

طيف السعة مقابل طيف السعة

طيف السعة

  • يظهر الاهتزاز السعة عند كل تردد
  • الوحدات: مم/ثانية، م/ثانية²، ميل، إلخ.
  • سعات الذروة عند الترددات المنفصلة (عدم التوازن، أخطاء المحمل)
  • تعتمد القيم على عرض النطاق الترددي لدقة FFT
  • شاشة عرض قياسية لتشخيص الآلات

كثافة الطاقة الطيفية

  • يُظهر قوة الاهتزاز لكل هرتز من النطاق الترددي
  • الوحدات: (مم/ثانية)²/هرتز، (م/ثانية²)²/هرتز، إلخ.
  • توزيع الطاقة عبر التردد
  • مستقل عن نطاق التحليل
  • معيار تحليل الاهتزازات العشوائية

علاقة

  • PSD = (السعة)² / Δf
  • حيث Δf = دقة التردد (عرض الصندوق)
  • يؤكد التربيع على السعات الكبيرة
  • التطبيع يجعل النطاق الترددي مستقلاً

التطبيقات

1. تحليل الاهتزازات العشوائية

تطبيق PSD الأساسي:

  • العمليات العشوائية: الاضطرابات، اهتزازات الطرق، الزلازل، الصوتيات
  • الأطياف المستمرة: الطاقة موزعة عبر التردد، وليس عبر القمم المنفصلة
  • الوصف الإحصائي: يصف PSD توزيع طاقة العملية العشوائية
  • التنسيق القياسي: مواصفات اختبار الاهتزاز في PSD

2. توصيف الضوضاء ذات النطاق العريض

  • التجويف الضوضاء في المضخات
  • ضوضاء التدفق المضطربة في المراوح
  • الضوضاء الديناميكية الهوائية
  • توصيف ضوضاء عيوب المحمل

3. مقارنة مستقلة عن النطاق الترددي

  • مقارنة الأطياف المقاسة بإعدادات FFT المختلفة
  • بيانات من أدوات أو دقة مختلفة
  • البيانات التاريخية مع معلمات تحليل مختلفة
  • قيم PSD قابلة للمقارنة بشكل مباشر بغض النظر عن النطاق الترددي

4. الاختبار البيئي

  • مواصفات اختبار الاهتزاز المعطاة على شكل PSD مقابل التردد
  • التحكم في جدول شاكر بناءً على PSD
  • اختبار تأهيل المنتج
  • معايير الصدمات والاهتزازات

حساب PSD

من FFT

  • حساب تحويل فورييه السريع لإشارة الاهتزاز
  • مربع كل قيمة سعة
  • القسمة على دقة التردد (Δf = Fmax / عدد الخطوط)
  • النتيجة: PSD بوحدة (وحدات)²/هرتز

الوحدات

  • تسريع PSD: (م/ث²)²/هرتز أو g²/هرتز
  • سرعة PSD: (مم/ثانية)²/هرتز أو (بوصة/ثانية)²/هرتز
  • إزاحة PSD: (ميكرومتر)²/هرتز أو (ميل)²/هرتز
  • غالبًا ما يتم رسمها: المقياس اللوغاريتمي (ديسيبل بالنسبة إلى المرجع)

تفسير مخططات PSD

الطيف المسطح (الضوضاء البيضاء)

  • PSD ثابت عبر التردد
  • طاقة متساوية لكل هرتز في جميع الترددات
  • سمة من سمات الاهتزاز العشوائي واسع النطاق
  • مثال: الاهتزاز العشوائي المثالي للاختبار

الطيف المائل (الضوضاء الملونة)

  • يختلف PSD حسب التردد
  • المنحدر الصاعد: المزيد من الطاقة عند الترددات العالية
  • منحدر الانحدار: المزيد من الطاقة عند الترددات المنخفضة (شائع في الآلات)
  • يشير المنحدر إلى توزيع تردد الطاقة

قمم في PSD

  • تظهر مكونات التردد المنفصلة على شكل قمم فوق المستوى العام
  • تظهر الرنينات كمناطق PSD مرتفعة
  • يمكن تحديد الترددات السائدة التي تساهم في الطاقة

العلاقة مع RMS والطاقة الكلية

إجمالي الطاقة من PSD

  • دمج PSD عبر نطاق التردد
  • النتيجة: متوسط القيمة التربيعية
  • الجذر التربيعي يعطي قيمة RMS
  • جذر متوسط التربيع = √[∫ PSD(f) df]

الطاقة في نطاقات التردد

  • دمج PSD عبر نطاق تردد محدد
  • يعطي الطاقة في هذا النطاق
  • مفيد لتقييم مساهمة نطاقات التردد المختلفة

مزايا PSD

استقلال القرار

  • قيم PSD قابلة للمقارنة بغض النظر عن دقة FFT
  • يتيح مقارنة البيانات التاريخية بإعدادات مختلفة
  • توحيد التحليل عبر الأدوات المختلفة

تمثيل الطاقة

  • يمثل توزيع طاقة الاهتزاز بشكل مباشر
  • تؤكد القيم التربيعية على الترددات السائدة
  • طبيعي للتحليل القائم على الطاقة

الإطار الإحصائي

  • PSD هو أساس نظرية الاهتزاز العشوائي
  • تمكين التحليل الاحتمالي
  • يدعم التنبؤ بعمر التعب من التحميل العشوائي

متى تستخدم PSD

استخدم PSD عندما:

  • تحليل الاهتزازات أو الضوضاء العشوائية
  • مقارنة البيانات مع نطاقات تحليل مختلفة
  • اتباع مواصفات الاختبار بتنسيق PSD
  • توصيف عمليات النطاق العريض
  • التحليل القائم على الطاقة مطلوب

استخدم طيف السعة عندما:

  • تشخيصات الآلات الروتينية
  • تحديد ترددات الأعطال المنفصلة
  • المكونات المحددة الشائعة
  • قيم السعة ذات معنى مباشر

كثافة طيف القدرة مفهوم أساسي في تحليل الاهتزازات العشوائية، وتوفر توصيفًا طيفيًا مستقلًا عن النطاق الترددي. ورغم أن كثافة طيف القدرة أقل شيوعًا من أطياف السعة في تشخيصات الآلات الروتينية، إلا أنها ضرورية لتطبيقات الاهتزازات العشوائية، وتحليل الضوضاء، وأي حالة تتطلب مقارنة الأطياف المقاسة بمعلمات تحليل مختلفة أو من أجهزة مختلفة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب