شكل الموجة الزمنية: أساس تحليل الاهتزاز

التعريف: ما هو شكل الموجة الزمنية؟

ال شكل موجة الوقت (تُعرف أيضًا بإشارة المجال الزمني) هي إشارة خام غير معالجة من مُحوِّل اهتزاز، مثل مقياس التسارع أو مسبار القرب. وهي رسم بياني يُظهر السعة اللحظية للاهتزاز على المحور الرأسي (Y) مُقابل الزمن على المحور الأفقي (X). وهو تمثيل مباشر للحركة الفيزيائية ذهابًا وإيابًا للجهاز عند موقع المستشعر خلال فترة زمنية قصيرة.

دور الموجة الزمنية في التشخيص

في حين أن طيف التردد (FFT) يُعتبر شكل الموجة الزمنية الأداة الأساسية لتشخيص معظم أعطال الآلات ذات الحالة المستقرة، وهو أداة أساسية ومُكمّلة لها. يحسب تحويل فورييه السريع محتوى التردد *المُتوسّط* على مدار زمن العينة. وبذلك، قد يُخفي أحيانًا الأحداث قصيرة المدة، أو العابرة، أو غير الدورية. مع ذلك، يُظهر شكل الموجة الزمنية بدقة ما حدث من لحظة لأخرى، مما يجعله مُتفوّقًا في تحليل:

• الأحداث المندفعة: يظهر بوضوح التأثيرات الحادة، والتي غالبًا ما تكون أول علامة على وجود عيوب في المحمل أو التروس.
• التعديل والإيقاعات: النمط الكلاسيكي للصعود والهبوط الضرب يظهر ذلك بوضوح في شكل موجة الوقت.
• الأحداث العابرة: يمكنه التقاط أحداث عشوائية تحدث لمرة واحدة والتي سيتم حساب متوسطها في FFT.
• قص الإشارة: يظهر على الفور ما إذا كانت إشارة المستشعر قد تجاوزت نطاق إدخال المحلل، مما يؤدي إلى إبطال FFT.
• فرك: غالبًا ما تكون الإشارات الحادة المشوهة الناتجة عن احتكاك الدوار أكثر وضوحًا في شكل الموجة.

يقوم المحلل الماهر دائمًا بمراجعة كل من الطيف وموجة الوقت للحصول على صورة كاملة عن صحة الجهاز.

كيفية تحليل شكل الموجة الزمنية

يتضمن تحليل شكل الموجة الزمنية فحص شكلها وخصائصها الرئيسية.

1. سعة الذروة

أقصى سعة (ذروة) في شكل الموجة هي مقياس مباشر لأقصى قوة أو إجهاد لحدث ما. يُعدّ ارتفاع سعة الذروة في إشارة منخفضة الطاقة مؤشرًا قويًا على الاصطدامات.

2. الشكل العام

غالبًا ما يكون للآلة السليمة والمتوازنة شكل موجة جيبية نقي عند تردد سرعة التشغيل. تشير التشوهات في هذا الشكل إلى وجود ترددات أو قوى أخرى. على سبيل المثال، يُعد المظهر "المسطح" أو "المُقَصَّص" علامةً كلاسيكيةً على الارتخاء الميكانيكي عند تقييد حركة المكون.

3. الأنماط المتكررة والدورية

من خلال وضع المؤشرات على الرسم البياني، يمكن للمحلل قياس الوقت بين الأحداث المتكررة.

• قياس الوقت بين القمم الرئيسية يعطي فترة من الاهتزاز الأساسي، والذي يمكن عكسه للعثور على تردده (التردد = 1 / الفترة).
• إن البحث عن التأثيرات الأصغر والمتكررة "التي تركب" على الشكل الموجي الرئيسي يمكن أن يساعد في تحديد التردد الدقيق لأخطاء المحمل أو التروس.

4. المعلمات الإحصائية

القيم الإحصائية المحسوبة من شكل الموجة الزمنية هي مؤشرات تشخيصية قوية:

• RMS (جذر متوسط مربع): يقيس محتوى الطاقة الإجمالي للإشارة.
• عامل القمة: نسبة سعة الذروة إلى قيمة الجذر التربيعي المتوسط. يشير ارتفاع معامل الذروة (>>3) إلى وجود تأثير قوي.
• التفرطح: مقياس لذروة الإشارة. قيمة التفرطح العالية حساسة جدًا لأعطال المحامل في مراحلها المبكرة.

الموجة مقابل الطيف: شراكة

شكل الموجة الزمنية وطيف التردد هما منظوران مختلفان لنفس البيانات، ويعملان بشكل أفضل معًا:

• ال نطاق تتميز بقدرتها على فصل الترددات المتعددة المتقاربة والمستقرة.
• ال شكل الموجة تتميز هذه النظرية بقدرتها على إظهار السعة الحقيقية للتأثيرات وطبيعة الأحداث غير المستقرة.

على سبيل المثال، قد يظهر الطيف مستوى ضوضاء مرتفعًا، ولكن الشكل الموجي سيكشف أن السبب هو سلسلة من التأثيرات المتكررة ذات السعة المنخفضة الناجمة عن خطأ محمل متطور.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي