Разбиране на автоспектъра
Определение: Какво е Auto-Spectrum?
Автоматичен спектър (наричан още автоспектър, мощностен спектър или просто спектър) е представянето на единична величина в честотната област вибрация сигнал, показващ разпределението на вибрационната енергия или амплитуда като функция на честотата. Изчислява се, като се вземе Бързо преобразуване на Фурие (FFT) на сигнала и показване на величината на всеки честотен компонент. Терминът “автоспектър” го отличава от кръстосан спектър (който свързва два различни сигнала), подчертавайки, че това е спектърът на сигнала сам със себе си.
На практика, автоспектърът е това, което повечето хора просто наричат “спектър” или “FFT спектър” – това е стандартният дисплей за честотен анализ във вибрационните анализатори, показващ пикове при дисбаланс, честоти на повреди в лагерите, зъбно колело и други диагностични компоненти. Разбирането, че технически това е автоспектър, става важно при работа с многоканален анализ, където влизат в действие кръстосани спектри и други корелационни функции.
Математически фонд
Методи за изчисление
Директно бързо преобразуване на Фурго (FFT)
- Изчисляване на FFT на времевия сигнал
- Изчислете големината на всеки сложен FFT компонент
- Показване на магнитуда спрямо честотата
- Най-често срещаният и лесен
Чрез автокорелация
- Изчислете автокорелационната функция на сигнала
- Вземете FFT на автокорелация
- Резултатът е автоспектър (теорема на Винер-Хинчин)
- Математически еквивалентен, но изчислително различен маршрут
Осредняване
- Множество автоспектри, изчислени от последователни времеви записи
- Осреднени заедно, за да се намали шумът и да се подобри статистическата надеждност
- Типично: 4-16 средни стойности за машинна диагностика
- Повече средни стойности за случайни вибрации (50-100+)
Свойства и характеристики
Реално оценени
- Автоспектърът винаги е реален (няма имагинерна част)
- Представлява само величина, не фаза информация
- Изчисляване на загубата на фаза в амплитудата
- Достатъчно за повечето едноточкови диагностики
Винаги позитивен
- Стойности винаги ≥ 0 (квадрат на величината или магнитуд)
- Не може да има отрицателни спектрални стойности
- Представлява енергия или сила (по своята същност положителна)
Симетричен (за реални сигнали)
- Автоспектър на реалния сигнал, симетричен около честотата на Найкуист
- Отрицателните честоти отразяват положителните честоти
- Показват се само положителни честоти (съдържат цялата информация)
Автоспектър в машинната диагностика
Стандартен диагностичен дисплей
- Това, което техниците наричат “спектър” или “FFT”
- Показва всички компоненти на честотата на вибрациите
- Идентифицирани върхове и съпоставяне с типовете разломи
- Основен инструмент за диагностика на повреди
Типични характеристики
- 1× Връх: Дисбаланс или други 1× източници
- 2× Връх: Неправилно подравняване или хлабавост
- Честоти на лагерите: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Мрежа от зъбни колела: Честота на зацепване на зъбите
- Електрическо: 2× мрежова честота (120/100 Hz)
- Шумов праг: Ниво на фона от случайни вибрации и шум
Автоматичен спектър срещу кръстосан спектър
Автоматичен спектър (един канал)
- Спектър на един сигнал
- Показва честотно съдържание
- Няма информация за фазата
- Достатъчно за повечето диагностични методи
- Стандартно едноканално FFT
Кръстоспектърен (двуканален)
- Връзка между два сигнала
- Показва съдържание с обща честота
- Включва фазова връзка
- Използва се в анализа на предавателните функции, кохерентността
- Изисква два синхронизирани канала
Осредняване на автоматични спектри
Линейно осредняване
- Средноаритметично на множество автоспектри
- Намалява случайните вариации на шума
- Подобрява оценката на истинския спектър
- Стандарт за анализ на машини
Експоненциално осредняване
- Среднопретеглена стойност, придаваща по-голяма тежест на скорошните спектри
- Полезно за проследяване на променящи се условия
- Приложения за мониторинг в реално време
Задържане на пика (Максимален спектър)
- Всеки честотен интервал съдържа максимална стойност
- Улавя преходни компоненти
- Полезно за анализ на стартиране/изключване
Формати на дисплея
Линейна скала
- Линейна ос Y (mm/s, m/s² и др.)
- Лесни за четене абсолютни стойности
- Малките пикове могат да бъдат невидими, ако са налице големи пикове
- Често срещани за рутинен анализ
Логаритмична скала (dB)
- Y-ос в децибели (20 log (амплитуда/референтна стойност))
- Видим широк динамичен диапазон
- Видими са както малки, така и големи върхове
- Често срещани за изследвания и подробен анализ
Честотна ос
- Линеен: Равно Hz разстояние, стандартно за машини
- Логаритмична: Равно октавно разстояние, полезно за широки честотни диапазони
Показатели за качество
Спектрално качество
- Чист спектър: Ясни пикове, нисък шумов праг
- Шумен спектър: Висок фон, неясни върхове
- Осредняване: Подобрява качеството чрез намаляване на шума
- Резолюция: Достатъчно за разделяне на близки пикове
Индикатори за претоварване
- Проверка за претоварване на сигнала по време на придобиване
- Претоварването създава фалшиви спектрални компоненти
- Регулирайте входното усилване, ако възникне претоварване
Автоспектърът е основният инструмент за честотен анализ във вибрационната диагностика, представляващ едноканално бързо преобразуване на Фур'е (FFT), което техниците използват ежедневно за идентифициране на повреди и оценка на състоянието. Разбирането, че “спектърът” технически е автоспектър и как той се свързва с кръстосаните спектри и други техники за спектрален анализ, осигурява основата за усъвършенстван многоканален анализ и цялостна диагностика на машините.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 