Разбиране на филтрирането на сигнала

1. Определение: Какво е филтриране на сигнали?

Филтриране на сигнали е ключова техника за обработка на сигнали, използвана в анализ на вибрациите за премахване на нежелани честотни компоненти от сигнал или за изолиране на специфични честоти от интерес. Филтърът е по същество електронна схема или софтуерен алгоритъм, който позволява на определени честоти да „преминават“, докато блокира или затихва други.

Филтрирането се използва широко в цифровата анализатори на вибрации за да се гарантира, че анализираните данни са чисти, точни и релевантни за съответната диагностична задача.

2. Често срещани видове филтри при вибрационен анализ

В обработката на сигнали се използват четири основни вида филтри:

1. Нискочестотен филтър: Пропуска ниските честоти, но блокира високите. Честотата, при която сигналът започва да се отслабва, се нарича „гранична честота“.
2. Високочестотен филтър: Противоположното на нискочестотен филтър. Той пропуска високите честоти, но блокира ниските.
3. Лентов филтър: Позволява преминаването на определена лента или диапазон от честоти, като същевременно блокира както по-ниските, така и по-високите честоти.
4. Филтър с гранична лента (или режекторен филтър): Противоположното на лентовия филтър. Той блокира определена честотна лента, като същевременно позволява на всички останали да преминат.

3. Ключови приложения на филтрирането

Филтрите се използват по няколко важни начина във вибрационния анализатор:

а) Филтри против алиасинг

Това е може би най-важното приложение на филтрирането. филтър против изглаждане е стръмен нискочестотен филтър, който се прилага към аналоговия сигнал *преди* да бъде дигитализиран. Целта му е да премахне цялото честотно съдържание, което е по-високо от максималната честота (Fmax), избрана от потребителя за измерване.

Това е от съществено значение, за да се предотврати псевдонимизиране, сериозна грешка в цифровата обработка на сигнала, при която високите честоти се „сгъват“ и се маскират като ниски честоти, което води до напълно неправилно спектърФилтърът против изглаждане е критичен компонент, който осигурява целостта на всички цифрови данни за вибрациите.

б) Интеграция и диференциация

Вибрацията се измерва като ускорение, скоростили изместванеДокато един акселерометър е най-разпространеният сензор, анализаторът често иска да види данните от гледна точка на скоростта. За да направи това, анализаторът трябва да интегрира сигнала за ускорение. Този процес на интегриране може силно да усили много нискочестотния шум (понякога наричан ефект на „ски писта“). Високочестотен филтър се използва за премахване на този шум преди интегриране, за да се получи чист, използваем спектър на скоростта или изместването.

в) Анализ на обвивката (Демодулация)

Анализът на обвивката, основната техника за откриване дефекти на лагерите, разчита до голяма степен на филтриране. Процесът включва:

1. Използване на лентов филтър да се изолира високочестотна лента, където се намират сигналите за удар от лагера.
2. Обработка на този филтриран сигнал за извличане на честотата на повторение („обвивката“) на ударите.
3. Анализиране на спектъра на този обвиващ сигнал за идентифициране на честотите на повреди в лагерите.

Лентовият филтър е от решаващо значение за премахване на високоенергийните, нискочестотни сигнали (като дисбаланс), които иначе биха заглушили нискоенергийните сигнали за дефекти в лагерите.

г) Диагностично филтриране

Анализаторите могат също така да прилагат цифрови филтри към данните, след като са били събрани, за да помогнат при диагностиката. Например, те могат да използват лентов филтър, за да изолират вибрациите около определена честота на зацепване на зъбното колело, за да получат по-ясна представа за... странични ленти.

← Обратно към основния индекс