Разбиране на синхронното осредняване

Преносим балансьор, вибрационен анализатор

Устройства

Преносим балансьор и виброанализатор Balanset-1A

Части

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

Пълен комплект за вибрационна диагностика и балансиране от Vibromera, включващ четири вибрационни сензора с кабели, модул за сигнален интерфейс, лазерен тахометър с магнитна стойка, цифрова везна, USB кабел и куфар за носене. Системата е предназначена за балансиране на ротори и наблюдение на състоянието на промишлено оборудване.

Устройства

Магнитна стойка с размер 60 kgf

Части

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

Определение: Какво е синхронно осредняване?

Синхронно осредняване (наричано още осредняване във времева област или осредняване на сигнала) е техника за обработка на сигнали в анализ на вибрациите което подобрява периодичните, синхронни със скоростта вибрация компоненти, като същевременно потиска случайния шум и асинхронните вибрации. Методът работи чрез многократно семплиране на вибрациите в продължение на много обороти на вала (задействано от сигнал от тахометъра веднъж на оборот), след което осредняване на съответните точки във всеки оборот. Периодичните компоненти, които се повтарят по еднакъв начин при всеки оборот, се усилват чрез осредняване, докато случайният шум и несинхронните компоненти се неутрализират, като драстично подобряват съотношението сигнал/шум.

Синхронното осредняване е особено мощно за диагностициране на проблеми със зъбните колела (изолиране на отделните характеристики на зацепването на зъбните колела) и може да разкрие фини периодични модели, скрити в шум, които биха били невидими в стандартните... времеви вълнови форми или FFT спектри.

Как работи синхронното осредняване

Процесът

Сигнал за задействане: Импулс веднъж на оборот от тахометър или ключов фазор определя началото на всяка революция
Сегментиране на данни: Вибрационен сигнал, разделен на сегменти с еднаква дължина, по един на оборот
Подравняване: Всички сегменти са подравнени спрямо спусъка (една и съща начална точка)
Осредняване точка по точка: Съответстващите точки във всеки сегмент, осреднени заедно
Резултат: Единична осреднена форма на вълната, представляваща един оборот
Намаляване на шума: Случайните компоненти се неутрализират; периодичните компоненти се усилват

Математически основи

Периодичните сигнали се сумират кохерентно (добават се във фаза)
Случайният шум сумира некохерентно (статистически се анулира)
Подобрение на съотношението сигнал/шум ∝ √N, където N = брой осреднявания
Пример: 100 средни стойности подобряват съотношението сигнал/шум (SNR) с 10 пъти (20 dB).

Приложения

1. Диагностика на скоростната кутия

Най-често срещаното и мощно приложение:

Изолация на зъбната мрежа

Средно синхронно с интересуващата ни предавка
Подобрява мрежестия модел на зъбното колело
Потиска други зъбни колела и лагери
Разкрива индивидуални зъбни дефекти

Анализ зъб по зъб

Осреднената форма на вълната показва ясно зацепването на всеки зъб
Повреденият зъб се проявява като отклонение в модела
Може да определи кой конкретен зъб е увреден
Оценка на тежестта въз основа на величината на отклонението

2. Подобрение на анализа на лагерите

Средна стойност за периода на външната тръба за изолиране на дефекти на външната тръба
Усилва периодичните въздействия от дефекти на лагерите
Намалява маскирането от други източници на вибрации
Особено полезен в среда с висок шум

3. Торсионни вибрации

Подобряване на торсионните компоненти, синхронни с въртенето
Потискане на страничните вибрации и шум
Разкриване на торсионни резонанси и възбуждане

4. Балансиране

Подобряване амплитуда и фаза точност на измерване
Особено в шумна среда
По-надежден коефициент на влияние решителност

Предимства

Намаляване на шума

Драматично подобрение в съотношението сигнал/шум
Може да извлича сигнали, заровени 20-30 dB под нивото на шума
Прави възможни измервания в тежки условия

Изолиране на грешки

Разделя сигнатурата на един компонент от останалите
Пример: изолиране на зъбното колело от зъбното колело в скоростната кутия
Идентифицира кой компонент е дефектен

Подобрена резолюция

Разкрива фини модели и дефекти
Показва детайли, маскирани в суровия сигнал
Позволява ранно откриване на повреди

Изисквания и ограничения

Изисквания

Тахометър: Надежден спусък с еднократно задействане на оборот е от съществено значение
Постоянна скорост: Скоростта трябва да бъде относително постоянна (±1-2%)
Достатъчни средни стойности: Обикновено 50-200 оборота за добри резултати
Периодичен сигнал: Само подобрява наистина периодичните компоненти

Ограничения

Потиска несинхронни повреди: Случайни дефекти, намалени повечето повреди на лагерите
Вариации на скоростта: Скоростта се променя по време на осредняване на резултатите от размазването
Необходимо време: Трябва да се събират данни за много обороти
Не в реално време: Необходима е последваща обработка

Сравнение с други техники

Синхронно осредняване срещу линейно осредняване

Синхронно: Средните стойности във времевата област, синхронни с въртенето, подобряват периодичността
Линеен: Осреднява FFT спектрите, намалява случайните вариации във всички честоти
Случаи на употреба: Синхронен за зъбни колела; линеен за общо изглаждане на спектъра

Синхронно осредняване спрямо анализ на обвивката

Синхронно осредняване: Времева област, подобрява периодичните модели
Анализ на обвивката: Честотна област, открива повтарящи се въздействия
Допълнителни: Може да се комбинират и двете за цялостен анализ

Практическо приложение

Настройка

Инсталирайте тахометър с ясен импулс веднъж на оборот
Зададен брой средни стойности (типично 50-200)
Дефиниране на дължината на сигнала (1 оборот, 10 оборота и т.н.)
Проверете стабилността на скоростта

Събиране на данни

Събиране на данни за вибрациите през период на осредняване
Инструментът автоматично сегментира и осреднява
Показване на осреднена форма на вълната
Често се изчислява FFT на осреднен сигнал (разширен спектър)

Тълкуване

Проверете осреднената форма на вълната за периодични модели
Търсете отклонения, показващи дефекти
Сравнете с добре познати сигнатури
Определяне на тежестта на дефекта от амплитудата на отклонението

Разширени вариации

Синхронно осредняване на предавките

Задействане от интересуващата ни предавка (не от вал)
Показва модел на мрежата за тази конкретна предавка
Изисква енкодер или многоимпулсен тахометър

Многопорядково осредняване

Осредняване на няколко поръчки едновременно
Отделете 1×, 2×, 3× компоненти
Предоставя изчерпателно съдържание на поръчката

Сигнал за разлика

Изваждане на осреднен сигнал от суровия сигнал
Остатъкът показва какво е било премахнато (асинхронни компоненти)
Полезно за идентифициране на дефекти в лагерите след отстраняване на зъбното зацепване

Синхронното осредняване е усъвършенствана техника за обработка на сигнали, която драстично подобрява видимостта на периодичните, синхронни със скоростта вибрационни модели, като същевременно потиска шума и асинхронните компоненти. Овладяването на синхронното осредняване позволява усъвършенствана диагностика на скоростните кутии, ранно откриване на дефекти в шумна среда и изолиране на специфични сигнатури на компоненти в сложни машини.

← Обратно към основния индекс

Какво е синхронно осредняване? Подобряване на сигнала

Публикувано от admin на октомври 31, 2025 октомври 31, 2025