Разбиране на демодулацията (анализ на обвивката)

Определение: Какво е демодулация?

В контекста на вибрационния анализ, демодулация е мощна техника за обработка на сигнали, използвана за откриване на повтарящи се нискочестотни удари, които са „скрити“ във високочестотния вибрационен сигнал на машината. Това е основният процес зад по-известния термин, Анализ на обвивкатаДвата термина често се използват взаимозаменяемо.

Техниката работи чрез изолиране на високочестотна вибрационна лента, която действа като „носещ“ сигнал, и след това извличане на „обвивката“ на този сигнал. Тази обвивка разкрива основните нискочестотни модели на повтарящи се удари, като тези, генерирани от микроскопични дефекти в лагери или зъбни колела.

Процесът на демодулация

Демодулацията включва триетапен процес:

1. Лентово филтриране: Първо, суровият вибрационен сигнал се прекарва през високочестотен лентов филтър. Това премахва силните, нискочестотни вибрации (като дисбаланс и несъосност) и се фокусира само върху високочестотна област, където вълните на напрежение от удари на лагери или зъбни колела възбуждат структурни резонанси.
2. Корекция: Филтрираният високочестотен сигнал след това се коригира. Този процес обръща отрицателната част на формата на вълната в положителна, като по същество създава сигнал, който представлява абсолютната амплитуда.
3. Нискочестотно филтриране (обгръщане): Накрая, този коригиран сигнал преминава през нискочестотен филтър. Това изглажда високочестотния резонансен „носещ“ сигнал, оставяйки само нискочестотната „обвивка“, която проследява пиковете на коригирания сигнал. Този получен обвиващ сигнал директно представлява честотата на повторение на основните въздействия.

След това върху този последен сигнал от обвивката се извършва бързо преобразуване на Фур'е (FFT). Полученият спектър, наречен спектър на обвивката или демодулиран спектър, показва ясни пикове при точните честоти на повредата на компонентите на лагера или зъбното колело.

Защо демодулацията е толкова ефективна?

Демодулацията е една от най-важните техники за ранно откриване на повреди, поради начина, по който обработва сигналите за удар.

• Ранно предупреждение: Когато малка пукнатина по лагерната ролка бъде ударена от търкалящ елемент, това предизвиква малък, нискоенергиен удар. Този удар причинява много кратък, високочестотен импулс от вибрации, докато структурата на машината „звъни“ на собствените си честоти.
• Разделяне на сигнала от шума: В нормален FFT спектър, малкото количество енергия от тези ранни удари е напълно заровено от масивната енергия от нискочестотни вибрации като дисбаланс.
• Фокусиране върху честотата на повторение: Демодулацията игнорира мощните нискочестотни сигнали. Тя се фокусира върху високочестотното „звънене“ и, най-важното, върху *честотата на повторение* на това звънене. Именно тази честота на повторение съответства директно на честотите на повредите на лагерите или зъбните колела (напр. BPFO, BPFI, BSF, GMF).

Приложения

Основните приложения на демодулацията са:

• Анализ на търкалящи лагери: Това е окончателният метод за откриване и диагностициране на повреди в сачмени и ролкови лагери, често предоставящ предупреждение месеци преди повредата да стане критична.
• Анализ на скоростната кутия: Той е изключително ефективен при откриване на проблеми като напукани или счупени зъби на зъбно колело, които генерират ясен ударен сигнал при 1X скорост на въртене на зъбното колело в демодулирания спектър.
• Други събития, които са повлияли: Може да се използва и за откриване на други повтарящи се ударни явления, като например отваряне и затваряне на кондензни уловители или проблеми с газоразпределението на бутални двигатели.

← Обратно към основния индекс