Vibrasiya Analizində FFT (Fast Furier Transform).
The Sürətli Furye çevrilməsi (FFT) Çox səmərəli riyazi alqoritmdir ki, siqnalı zaman domenindən tezlik domeninə çevirir. Vibrasiya Analizi O xam, mürəkkəbi çevirir zaman dalğa forması — zaman əleyhinə çəkilmiş vibrasiya amplitudası — bir tezlik spektri, Amplituda tezlikə qarşı qrafikləşdirilib. Bu tək çevrilmə müasir maşın diaqnostikasında ən vacib və əsas prosesdir; onsuz vibrasiya siqnalı demək olar ki, oxunmaz bir xətdən başqa bir şey deyil.
1. Tərif: FFT nədir?
FFT ölçmə deyil, hesablama üsuludur. Bu, Diskriminləşdirilmiş Fourier Transformunun sürətli icrasıdır, riyazi simmetriyalardan istifadə edərək millisaniyələr ərzində başa çatdırır ki, əks halda bu proses xeyli uzun çəkərdi, buna görə də onu portativ cihazda canlı rejimdə işlətmək mümkündür. Fourier prinsipinə əsasən, istənilən mürəkkəb periodik siqnal müxtəlif tezlik və amplitudalarda sadə sinusoidaların cəmi kimi bərpa oluna bilər. FFT bu ideyanı tərsinə işlədir: ona dolaşıq dalğa forması verin, o isə ondan ibarət olan sin dalğalarının siyahısını qaytarır.
2. FFT diaqnostika üçün niyə vacibdir
İşləyən maşından alınan xam zaman dalğası eyni anda baş verən çoxsaylı titrəmə qarışığıdır və bu izdən maşının sağlamlığını gözlə qiymətləndirmək demək olar ki, mümkünsüzdür. FFT prizma kimi davranaraq mürəkkəb siqnalı onun ayrı-ayrı tezlik komponentlərinə ayırır. Nəticə isə analitikə aşağıdakıları görməyə imkan verən aydın, əməliyyat üçün əlverişli qrafikdir:
- Hansı tezliklər mövcuddur?
- Hər tezlikdə nə qədər enerji (amplituda) mövcuddur?
- Bu tezislər — harmonikalar, yan zolaqlar və buna bənzərlər — arasında necə bir əlaqə var?
Çünki müxtəlif mexaniki və elektrik nasazlıqları — balanssızlıq, hizalanma pozuntusu, rulman qüsurları, və boşluq — hər biri çox spesifik, proqnozlaşdırıla bilən tezliklərdə vibrasiya yaradır, spektr problemin kök səbəbinə birbaşa yol xəritəsi təqdim edir. Bu tezliklər sahəsi baxışı bütün spektral analiz.
3. FFT təhlilinin əsas parametrləri
Faydalı spektr əldə etmək üçün analitik məlumat toplama cihazında və ya proqram təminatında bir neçə parametri tənzimləyir. Onları səhv təyin etsəniz, real qüsur qaçırılma riski var; düzgün təyin etsəniz, o aydın şəkildə görünür.
Fmax (Maksimum tezlik)
Spektrə daxil edilmiş ən yüksək tezlik. O, maraq doğuran ən yüksək tezlikli qüsuru tutmaq üçün kifayət qədər yüksək təyin edilməlidir — yüksək tezlikli dişli mesh məsələn, daşıyıcı tonlar — amma o qədər yüksək deyil ki, aşağı tezlikli detallar itirilsin. Qarşısını almaq üçün ləqəb, alətlər anti-aliasing tətbiq edirlər aşağı ötürmə filtr FFT hesablanmazdan əvvəl nümunə götürmə tezliyindən aşağı.
Həll (Həll xətləri)
Bu, detallılıq səviyyəsini müəyyən edir — Fmax boyunca hesablanan ayrı-ayrı tezlik “qutularının” sayını. Daha çox xətt (məsələn, 3 200 və ya 6 400) daha incə ayırdetmə təmin edir, yəni bir-birinə yaxın yerləşən iki tezliyi ayırmaq qabiliyyətini artırır. Yüksək ayırdetmə döyüş tezliklərini fərqləndirmək və ya sıx yaxınlıqda yerləşənləri ayırmaq üçün vacibdir. yan bantlar Sürət qutusu təhlilində. Çünki bin eni Fmax-ın xətlər sayına bölünməsinə bərabərdir, həmişə aralıq və detal arasında kompromis mövcuddur; bir FFT çözünürlük kalkulyatoru Hər hansı bir parametr üçün nəticə verən bin enini və əldəetmə müddətini göstərir və a Böyütmə FFT Daha incə ayrılma tələb olunduqda bütün mövcud xətləri dar bir zolağa cəmləyə bilər.
Orta hesablama
Çünki maşının vibrasiyası dalğalanır, tək bir FFT görüntüsü yanıltıcı ola bilər. Orta hesablama bir neçə FFT-ni sürətlə ardıcıl götürüb birləşdirir, təsadüfi səs-küyü boğur və maşının vəziyyətini həqiqətən əks etdirən daha sabit, təkrarlana bilən spektri təqdim edir.
Pəncərələmə
A pəncərə funksiyası — ən çox Hanning pəncərəsi — transformasiyadan əvvəl zaman məlumatlarına tətbiq olunan riyazi çəkidir. O, ... adlanan xətanı minimallaşdırır spektral sızma, əks halda kəskin zirvəni qonşu kassetlərə yaydırar və həm amplitudasını, həm də görünən tezliyini korladar.
4. FFT spektrinin şərhi
Təlim keçmiş analitik spektri xarakterik naxışları tanıyaraq oxuyur:
- Böyük bir zirvə 1× İş sürəti Nisbi bərabərsizliyi göstərir.
- Böyük bir zirvə 2× Yürüyüş sürəti tez-tez hizalanma pozğunluğuna işarə edir.
- Uzun bir sıra harmoniklər (1×, 2×, 3×, 4×…) mexaniki boşluğun klassik əlamətidir.
- Yüksək tezlikli, işləmə sürəti zamanı yaranan yan zolaqlarla müşayiət olunan pik transmissiya qutusu və ya rulman qüsurunun bariz əlamətidir.
- Genişzolaqlı səs-küyün yüksəlmiş “dibi” göstərə bilər kavitasiya nasosda və ya ümumi sürtünmədə.
Cari spektri bir ... qarşı müqayisə etməklə bazis səviyyəsi Maşın sağlam olanda qeydə alınan məlumatlar sayəsində analitik dəyişiklikləri aşkar edə və inkişaf edən problemləri kritik nasazlıqlara çevrilməzdən əvvəl diaqnoz qoya bilər.
5. Praktiki sahə ölçmələrində FFT
Portativ cihazda FFT canlı siqnaldan yerində hesablanır. akselerometr sinyal. Balanset-1A, iki kanallı sahə analizatoru zaman dalğa formasını tutur və təxminən 5 Hz-dən 1000 Hz-ə qədər spektrini göstərir, beləliklə mühəndis maşının işləmə sürəti pikini, onun harmonikalarını və hər hansı rulman və ya dişli tonlarını oxuya bilər. Bir dövrə düşən takometri impulsu ilə birlikdə eyni məlumat dəsti fazaya əsaslanan balanslaşdırmanı dəstəkləyir, eyni zamanda sifariş təhlili spektri dəyişkən sürətli maşınlarda işləmə sürətinin çoxluqlarına yenidən istinad edə bilər — bu da FFT-ni statik diaqramdan yerində diaqnostika və balanslaşdırma iş axınının mühərrikinə çevirir.
