कंपन विश्लेषण (Vibration Analysis) में FFT (फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म)
फास्ट फूरियर ट्रांसफॉर्म (FFT) एगो अत्यधिक कुशल गणितीय एल्गोरिदम हवे जे सिग्नल के टाइम डोमेन से फ्रीक्वेंसी डोमेन में बदल देला। एह में वाइब्रेशन एनालिसिस ई परिवर्तित करेला एगो कच्चा, जटिल टाइम वेवफॉर्म — समय के हिसाब से प्लॉट कइल वाइब्रेशन एम्प्लीट्यूड — में एगो फ्रीक्वेंसी स्पेक्ट्रम, फ्रीक्वेंसी के हिसाब से प्लॉट कइल एम्प्लीट्यूड में बदल देला। ई अकेला ट्रांसफॉर्मेशन आधुनिक मशीनरी डायग्नोस्टिक्स के सबसे महत्वपूर्ण आ बुनियादी प्रक्रिया हवे; एकरा बिना, वाइब्रेशन सिग्नल एगो अपठनीय टेढ़ी-मेढ़ी रेखा से ढेर कुछो ना होला।
1. परिभाषा: FFT का हवे?
FFT कवनो माप ना बलुक एगो गणना हवे। ई डिस्क्रीट फूरियर ट्रांसफॉर्म के एगो तेज़ क्रियान्वयन हवे, जे गणितीय समरूपता के इस्तेमाल क के ओतना काम मिलीसेकंड में क देला जवन नाहीं त बहुत जादा समय लेत; एही से ई हैंडहेल्ड इंस्ट्रूमेंट पर लाइव चल सकेला। एकर आधार, फूरियर के अनुसार, इ बा कि कवनो जटिल पीरियॉडिक सिग्नल के अलग-अलग फ्रीक्वेंसी आ एम्प्लीट्यूड वाला सरल साइन वेव के जोड़ के रूप में फेर से बनावल जा सकेला। FFT एह विचार के उल्टा चलावेला: एकरा एगो उलझल वेवफॉर्म द इ, आ ई ओह साइन वेव के लिस्ट लवटा देला जेकरा से ई बनल बा।
2. डायग्नोस्टिक्स खातिर FFT काहे जरूरी बा
चलत मशीन से मिलल कच्चा टाइम वेवफॉर्म एक साथ होखत कई गो वाइब्रेशन के मिलल-जुलल रूप होला, आ ओह ट्रेस से आँख से मशीन के हालत के अंदाजा लगावल लगभग असंभव बा। FFT एगो प्रिज्म नियर काम करेला, जटिल सिग्नल के ओकर अलग-अलग फ्रीक्वेंसी घटक में बाँट देला। एकर परिणाम एगो साफ, काम में आवे वाला चार्ट होला जेवना से एनालिस्ट देख सकेला:
- कवन-कवन फ्रीक्वेंसी मौजूद बा?
- हर फ्रीक्वेंसी पर कतना ऊर्जा (एम्प्लीट्यूड) बा?
- ओह फ्रीक्वेंसी सभ के बीच का संबंध बा — हार्मोनिक्स, साइडबैंड, आ एह तरह के?
काहेकि अलग-अलग मैकेनिकल आ इलेक्ट्रिकल खराबी — अनबैलेंस, मिसअलाइनमेंट, बेयरिंग डिफेक्ट्स, आ ढिलाई — हर एक बहुत खास, अनुमानित फ्रीक्वेंसी पर वाइब्रेशन पैदा करेला, एह से स्पेक्ट्रम समस्या के मूल कारण तक पहुँचे खातिर सीधा रोडमैप देला। ई फ्रीक्वेंसी-डोमेन नजरिया सभ के आधार हवे स्पेक्ट्रल विश्लेषण.
3. FFT एनालिसिस के मुख्य पैरामीटर
एगो काम में आवे वाला स्पेक्ट्रम पावे खातिर, एनालिस्ट डेटा कलेक्टर या सॉफ्टवेयर पर कई गो पैरामीटर सेट करेला। एकरा गलत सेट कइला पर असली खराबी छूट सकेला; सही सेट कइला पर ई साफ-साफ देखा जाला।
Fmax (अधिकतम फ्रीक्वेंसी)
स्पेक्ट्रम में शामिल सबसे ऊँच फ्रीक्वेंसी। एकरा एतना ऊँच सेट करे के पड़ी कि दिलचस्पी वाला सबसे ऊँच-फ्रीक्वेंसी खराबी पकड़ में आ जाव — ऊँच-फ्रीक्वेंसी गियर मेश या बेयरिंग टोन, जइसे कि — लेकिन एतना ऊँच ना कि निम्न-फ्रीक्वेंसी के विवरण बेकार हो जाव। एकरा रोके खातिर एलियासिंग, इंस्ट्रूमेंट एगो एंटी-एलियासिंग लो-पास फिल्टर सैंपलिंग रेट से नीचे, FFT के गणना होखे से पहिले लागू करेला।
रिज़ॉल्यूशन (रिज़ॉल्यूशन के लाइन)
ई विवरण के स्तर तय करेला — Fmax में गणना कइल गइल अलग-अलग फ्रीक्वेंसी “बिन” के संख्या। जादा लाइन (जइसे 3,200 या 6,400) महीन रिज़ॉल्यूशन देला, मतलब लगे-लगे स्थित दु गो फ्रीक्वेंसी के अलगा करे के ढेर क्षमता। बीट फ्रीक्वेंसी के अलगा पहचाने या गियरबॉक्स एनालिसिस में लगे-लगे स्थित साइडबैंड गियरबॉक्स एनालिसिस में। काहेकि बिन के चौड़ाई Fmax के लाइन के संख्या से भाग दे के बराबर होला, स्पैन आ विवरण के बीच हमेशा एगो समझौता रहेला; एगो FFT रिज़ॉल्यूशन कैलकुलेटर कवनो सेटिंग खातिर परिणामी बिन के चौड़ाई आ एक्विजिशन टाइम देखावेला, आ एगो ज़ूम FFT जब आउरो महीन अलगाव के जरूरत होखे त सगरी उपलब्ध लाइन के एगो संकीर्ण बैंड में केंद्रित क सकेला।
औसतीकरण
काहेकि मशीन के वाइब्रेशन बदलत रहेला, एगो अकेला FFT स्नैपशॉट भरमा सकेला। एवरेजिंग जल्दी-जल्दी कई गो FFT ले के ओकरा जोड़ देला, रैंडम शोर के दबा के एगो जादा स्थिर, दोहरावे लायक स्पेक्ट्रम देला जे वास्तव में मशीन के हालत के प्रतिनिधित्व करेला।
विंडोइंग
A विंडो फंक्शन — सबसे आम तौर पर हैनिंग विंडो — ट्रांसफॉर्म से पहिले टाइम डेटा पर लागू कइल गइल एगो गणितीय भारांक हवे। ई एगो त्रुटि के कम क देला जेकरा स्पेक्ट्रल लीकेज कहल जाला, जे नाहीं त एगो तीखा पीक के आसपास के बिन में फैला दिही आ एकर एम्प्लीट्यूड आ प्रतीत होखे वाला फ्रीक्वेंसी दुनु के बिगाड़ दिही।
4. FFT स्पेक्ट्रम के व्याख्या करब
एगो प्रशिक्षित एनालिस्ट खास पैटर्न के पहचान क स्पेक्ट्रम के पढ़ेला:
- 1× रनिंग स्पीड पर एगो बड़हन पीक अनबैलेंस के संकेत देला।
- 2× रनिंग स्पीड पर एगो बड़हन पीक अक्सर मिसअलाइनमेंट के ओर इशारा करेला।
- एगो लमहर सिलसिला हार्मोनिक्स (1×, 2×, 3×, 4×…) मैकेनिकल लूजनेस के एगो क्लासिक संकेत हवे।
- रनिंग स्पीड पर बराबर दूरी वाला साइडबैंड ले के एगो ऊँच-फ्रीक्वेंसी पीक गियरबॉक्स या बेयरिंग खराबी के साफ संकेत हवे।
- ब्रॉडबैंड नॉइज़ के बढ़ल “फ्लोर” ई संकेत दे सकेला कैविटेशन पंप में या सामान्य घर्षण के।
मौजूदा स्पेक्ट्रम के तुलना एगो बेसलाइन से क के, जब मशीन स्वस्थ रहे तब रिकॉर्ड कइल गइल रहे, एगो विश्लेषक बदलाव पहचान सकेला आ गंभीर विफलता बनला से बहुत पहिले विकसित होखत समस्या के निदान क सकेला।
5. व्यावहारिक फील्ड मापन में FFT
एगो पोर्टेबल इंस्ट्रूमेंट पर FFT के लाइव एक्सेलेरोमीटर सिग्नल से मौके पर गणना कइल जाला। ई Balanset-1A, एगो दू-चैनल फील्ड एनालाइज़र, टाइम वेवफॉर्म कैप्चर करेला आ लगभग 5 Hz से 1000 Hz तक एकर स्पेक्ट्रम देखावेला, जेकरा से इंजीनियर रनिंग-स्पीड पीक, एकर हार्मोनिक्स, आ मशीन पर कवनो बेयरिंग या गियर टोन पढ़ सकेला। प्रति-चक्कर एक बेर वाला टैकोमीटर पल्स के साथे मिलाके, ओही डाटा सेट फेज-आधारित बैलेंसिंग के समर्थन करेला, जबकि ऑर्डर विश्लेषण वेरिएबल-स्पीड मशीन पर स्पेक्ट्रम के रनिंग स्पीड के गुणज पर फेर से संदर्भित क सकेला — ई FFT के एगो स्थिर चार्ट से ऑन-साइट डायग्नोस्टिक आ बैलेंसिंग वर्कफ्लो के इंजन में बदल देला।
