Yüksək keçid filtrlərini başa düşmək
A yüksək ötürmə filtri (HPF) müəyyən edilmiş tezlik diapazonunun üstündəki komponentləri buraxan tezlik-seçici siqnal-işləmə elementidir vibrasiya təyin edilmiş kəsilmə tezliyinin üstündəki komponentlər keçir, aşağıdakı komponentlər zəiflədirilir. İçində Vibrasiya Analizi, yüksək-keçirici filtrlər aşağı tezlikli vibrasiyaları çıxarır ( balanssızlıq and hizalanma pozuntusu)buna görə də analitikçi yüksək tezlikli məzmuna diqqət verə bilər ( rulman qüsurları, dişli mesh, və elektrik mənbələri), və onlar DC ofsetləri və aşağı tezlikli sürüşməni aradan qaldırırlar. Bu, bir aşağı ötürmə filtr.
yüksək-keçirici filtrlər fundamentaldır zərf təhlili və ümumi siqnal filtrləmə -ın güzgü əksidir (anti-aliasing isə əksinə rəqəmsallaşdırmadan əvvəl tətbiq olunan aşağıkeçirən funksiyadır), maraq doğuran siqnalları əks halda maskalayacaq və ya üstələyəcək istənməyən aşağı tezlikli komponentləri rədd edərək seçilmiş tezlik diapazonundan diaqnostik məlumat çıxarmağa imkan verir.
1. Filtr Xarakteristikaları
Üç parametr hər hansı yüksək-keçirici filtrin necə davrandığını müəyyən edir: onun kəsilmə tezliyi, onun yamacı, və onun əsas dizayn tipi.
- Kəsilmə tezliyi (fc): filtrin cavabının −3 dB-ə düşdüyü tezlik (tezlik bandının amplitudunun 70.7%-i). f-nin altındac tezliklər tədricən zəiflədirilir; f-nin üstündəc onlar minimal itki ilə keçir. Kəsilmə tezliyi tətbiq və maraqlanan tezlik məzmununa uyğun seçilir.
- Filtr yamacı (yuvarlanma sürəti): kəsilmə tezliyinin altında zəiflətmə sürəti, dB hər oktavda və ya dB hər dekadada ifadə edilir. A 1-ci dərəcəli filtr 6 dB/oktavda yuvarlanır (20 dB/dekada) — nazik bir yamac; a 2-ci dərəcəli 12 dB/oktavda (40 dB/dekada) — orta; a 4-cü dərəcəli 24 dB/oktava (80 dB/dekada) — stəp. Daha yüksək dərəcələr daha kəskin keçidi və daha yaxşı zədələnməni verir, lakin həyata keçirilməsi daha mürəkkəbdir.
Filtr növü kəskinlik və sadəlik arasında dengəni müəyyən edir:
- Butterworth: maksimal olaraq düz keçid zolaşında reaksiya.
- Çebışev: daha kəskin cutoff, lakin keçid zolaşında dalğalanmalar.
- Bessel: ən yaxşı zaman-sahəsi davranışı, minimal faza təhrif.
- Elliptik: hamısının ən kəskin keçidi, lakin keçid zolaşı və durma bandında dalğalanmalar.
2. Vibrativ Analizində Tətbiqləri
Yatağın qüsurunun aşkarlanması
Bu ən geniş yayılmış tətbiqdir. Tipik olaraq 500–2000 Hz cutoff aşağı tezlikli balanssızlıq və yataqlaşdırma vibrasiyasını aradan qaldırır, yastan qədər zədələnmə ilə yaradılan yüksək tezlikli təsir siqnallarını qoyur. Bu, bu təsirləri açmaq üçün demodulyan edən zərif-analiz işlənməsinin ilk mərhələsidir. rulmanların nasazlıq tezlikləri.
Sürət və ya yerdəyişməyə inteqrasiya
Nə vaxt inteqrasiya sürətlənmə üçün sürət or yerdəyişmə, 2–10 Hz-də qurulmuş HPF DC ofsetini və böyük drift xətalarına inteqrasyon edəcək çox aşağı tezlikləri aradan qaldırır. Bu addım dəqiq aşağı tezlikli inteqrasyon üçün vacibdir.
Sensor quraşdırılmasının rezonansı — diapazonun məhdudlaşdırılması vəzifəsi
An akselerometr quraşdırma rezonansı — maqnit bərkidilməsi üçün adətən 3–10 kHz — ölçmələri təhrif edə bilər. Bu artefakt yüksək tezlikdə yerləşdiyi üçün yüksəkkeçirən filtr onu aradan qaldırmır: o, yuxarı tezlik diapazonunu aşağıkeçirən (diapazon məhdudlaşdıran) filtrlə məhdudlaşdırmaqla yatırılır və ya analiz diapazonunu rezonansdan aşağı saxlamaqla qarşısı alınır. Envelope analizində rezonans bölgəsi hətta qəsdən demodulyasiya daşıyıcı diapazonu kimi istifadə oluna bilər. Səs sensorun quraşdırılması təcrübə filtrasiyeni tamamlayır.
DC-ofsetin çıxarılması
Çox aşağı cutoff (0.5–2 Hz) olan yüksək-keçid filteri siqnalin DC komponentini aradan qaldırır. Bu düzgün siqnal işlənməsi üçün zəruridir, ləngitmə. FFT xətaları və inteqrasyon driftini.
3. Praktiki Həyata Keçirmə
Analog və rəqəmsal filtrlər
Analog yüksək-keçid filtləri siqnal kondisionerləşdirmə zəncirinin daxilindəki aparat sxemləridir. Onlar sensor siqnalının kondisionerləşdirilməsinin bir hissəsi kimi real vaxtda işləyirlər (onları müşayiət edən anti-aliasing mərhələsi aşağıkeçirən filtrdir) və layihələndirildikdən sonra sabit xüsusiyyətlərə malik olurlar. Rəqəm yüksək-keçən filtrlər proqram əsaslı və post-işləmədə tətbiq edilir; onların kəsmə tezliyi və rəti ayarlana bilir, və məlumatlar toplanıldıqdan sonra tətbiq edilə və ya silinə bilir. Müasır analizatorlar çoxlu rəqəm filtr seçimləri təqdim edir ki, eyni qeyd bir neçə yolla tədqiq edilə biləsin.
Kəsmə tezliyini seçmək
üçün rulman analizi, fc rotorla bağlı komponentlərdən xeyli yuxarı — adətən 500–1000 Hz kəsmə tezliyi. Bu, 1×, 2× və digər aşağı tezlikli maşın komponentlərini aradan qaldırır və yastıq zərbələri ilə oyadılan yüksək tezlikli struktur-rezonans oblastını buraxır. Qeyd edək ki, yastıq nasazlığının təkrarlanma tezlikləri (adətən 50–500 Hz) belə bir kəsmə tezliyindən aşağıda yerləşir: onlar sonradan zərf spektrində yüksək tezlikli siqnalın demodulyasiyası yolu ilə bərpa olunur, filtrdən birbaşa keçmir. Bunun üçün inteqrasiya, fc ən aşağı maraq tezliyinin 2–5× səviyyəsində: çox aşağı sürüşmə icazə verir, çox yüksək etibarlı aşağı-tezlik komponentlərini zəiflədir, ümumi inteqrasiya üçün 2–10 Hz tipik olur.
4. Ölçülər üzərində Təsir
Yüksək-keçən filtr siqnalı üç şəkildə dəyişdirir ki, analizator bunu yadında saxlamalıdır:
- Amplituda təsirləri: kəsmə tezliyinin altındakı tezliklər azaldılır, çox aşağı tezliklər mahiyyətən aradan qaldırılır, və kəsmə tezliyinin çox üstündəki tezliklər təsirsiz qalır; keçid bölgəsi tədricən azalma göstərir, kəskin sərhəd deyil.
- Faza effektləri: bütün filtrlər tezlik-asılı faza sürüşmə qatqı edir, bu da zaman-sahəsi dalğalanmasının formasını dəyişə bilər. Bessel filtrlər bu faza təhrifini minimuma endirir, bu isə dalğalanma vaxtı şərh edilərkən əhəmiyyətlid ir.
- Dalğalanma təsirləri: filtr aşağı-tezlik əsas dəyişikliklərini aradan qaldırır və zaman dalğa forması sıfırın ətrafında mərkəzləşdirir, bu da onun görünüş xarakterini dəyişə bilər. Buna görə də dalğalanmakı şərh edərkən hansı filtrasiyasının tətbiq edildiyi məlum olmaq vacibdir.
5. Yüksək-Keçən Filtrlərinin Digər Filtrlərlə Birləşdirilməsi
Yüksək-keçən filtrlər nadirən tək fəaliyyət göstərir. Yüksək-keçəni aşağı-keçən ilə eşləmək bant keçirici filtrilə nəticələnir: HPF aşağı tezlikləri blokla yır, LPF yüksək tezlikləri bloklayır, və kombinasiya yalnız orta zolaq keçir — dəqiq seçiciliyi bir spesifik tezlik diapazonunu təcrid etmək üçün. Tam çox-mərhələ işləmə zəncirində, antialias (aşağı-keçən) rəqəmləşdirmədən əvvəl tətbiq edilir, yüksək-keçən DC-ni aradan qaldırır, və band-keçən zərif analiz üçün siqnalı hazırlayır; bu ardıcıl filtrasiya sadə mərhələlərdən mürəkkəb siqnal hazırlama qurur. Əvəzində tək dar komponent rədd edilməli olduqda, kərtikli filtr tamamlayıcı vasitədir.
6. Saha Ölçülərində Yüksəkpass Filtrləmə
Gündəlik saha işində, düzgün yüksəkpass ayarı, dominant rotor vibrasiyasının altında zəif rulman defektini görünən etməkdir. Balanset-1A kimi daşınıb bilən iki kanallı analizator Balanset-1A həm balanslaşdırma həm də diaqnostika üçün lazım olan geniş spektrli siqnalı ölçür, və konverta analizi əvvəl yüksəkpass mərhələsinin tətbiqi mühəndisə erkən rulman qüsurları eyni maşındakı böyük 1× disbalans cavabından ayırmağa imkan verir. Yüksəkpass xarakteristikalarını — kəsmə tezliyi, filtr səviyyəsi və amplituda və fazaya təsirləri — başa düşmək buna görə də davamlı rulman analizi, etibarlı siqnal inteqrasiyası və tezlik-seçici ölçülməni tələb edən hər hansı tapşırıq üçün vacibdir.
