Principy zářezových filtrů

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

$2,335.73 Původní cena byla: $2,335.73.$2,010.50Aktuální cena je: $2,010.50.

Díly

Snímač vibrací

$106.44 Původní cena byla: $106.44.$82.79Aktuální cena je: $82.79.

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

$146.65 Původní cena byla: $146.65.$106.44Aktuální cena je: $106.44.

Zařízení

Balanset-4

$8,045.54

Díly

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.40

Díly

Reflexní páska

$11.83

Zařízení

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,051.89 Původní cena byla: $2,051.89.$1,773.97Aktuální cena je: $1,773.97.

Definice: Co je to zářezový filtr?

Zářezový filtr (také nazývaný pásmový zádržný filtr, pásmový potlačovací filtr nebo frekvenční past) je frekvenčně selektivní prvek pro zpracování signálu, který silně tlumí vibrace složky v úzkém frekvenčním pásmu a zároveň umožňuje všem frekvencím mimo toto pásmo procházet v podstatě beze změny. Zářezový filtr je opakem pásmové propusti: místo toho, aby propustil jedno pásmo a blokoval vše ostatní, blokuje konkrétní pásmo a propouští vše ostatní.

Zářezové filtry se používají v analýza vibrací k odstranění dominantní interference (elektrický šum 60 Hz), eliminaci převládajících vibračních složek (velmi vysoká 1× nevyváženost maskující ostatní signály) nebo potlačení rezonancí, které zakrývají diagnostické informace. Umožňují “vidět kolem” dominantních frekvencí a odhalit slabší, ale diagnosticky důležité složky.

Charakteristiky filtru

Středová (zářezová) frekvence

• Frekvence maximálního útlumu
• Frekvence je “vyřízena”
• Naladěno na specifické rušení nebo nežádoucí frekvenci
• Útlum typicky 40-60 dB ve středu

Šířka pásma zářezu

• Úzký zářez: Odmítá velmi selektivní frekvenční rozsah (vysoké Q)
• Široký zářez: Odmítá širší frekvenční pásmo (nízké Q)
• Faktor Q: Středová frekvence / šířka pásma
• Typický: Q = 10-50 pro vibrační aplikace

Hloubka útlumu

• O kolik se sníží frekvence zářezu
• Typicky 40–60 dB (100–1000× snížení)
• Filtry vyššího řádu poskytují hlubší zářezy
• Sousední frekvence minimálně ovlivněny

Běžné aplikace

1. Odstranění elektrického rušení

Eliminace šumu z elektrické sítě:

• 60 Hz zářez: Odstraňuje elektrický přenos 60 Hz v Severní Americe
• 50 Hz zářez: Odstraňuje rušení 50 Hz v Evropě/Asii
• Harmonické: Další zářezy při 120/180/240 Hz nebo 100/150/200 Hz
• Prospěch: Čistší spektrum odhalující mechanické vibrace
• Pozor: Nepoužívejte, pokud má 2× síťová frekvence (120/100 Hz) diagnostickou hodnotu.

2. Potlačení dominantní složky

• Silná nerovnováha: Vyřízněte ohromující 1×, abyste viděli další komponenty
• Síťka pro vysoký převodový stupeň: Odstranění dominantního záběru ozubených kol pro odhalení frekvencí ložisek
• Silná rezonance: Potlačte strukturální rezonanci pro zobrazení excitace
• Účel: Zobrazit maskované diagnostické informace

3. Eliminace rezonance senzoru

• Odstranění rezonančních artefaktů upevnění senzoru
• Zářez na rezonanční frekvenci montáže (liší se v závislosti na způsobu montáže)
• Zajišťuje, aby měření odpovídala stroji, nikoli senzoru

4. Vyhýbání se aliasingovým artefaktům

• Před převzorkováním oddělte specifické vysoké frekvence
• Zabraňuje aliasingu známých silných komponent
• Doplňuje anti-aliasingový low-pass filtr

Úvahy o designu

Výběr šířky zářezu

Úzký zářez (vysoké Q)

• Výhoda: Chirurgické odstranění jedné frekvence, minimální vliv na sousední
• Nevýhoda: Frekvence musí být přesně známá a stabilní
• Příklad: 60,0 Hz ± 0,5 Hz zářez pro elektrické rušení

Široký zářez (nízké Q)

• Výhoda: Zachycuje frekvenční variace, méně kritické ladění
• Nevýhoda: Může ovlivnit frekvence, které chcete zachovat
• Příklad: 1× ± 5 Hz pro odstranění nevyváženosti, která se mění s kolísáním rychlosti

Kompromis mezi hloubkou a šířkou

• Hlubší zářezy (> 60 dB) často vyžadují širší šířku pásma
• Velmi úzké zářezy nemusí dosáhnout hlubokého útlumu
• Optimalizujte na základě požadavků aplikace

Výhody a omezení

Výhody

• Odstraňuje dominantní rušivé frekvence
• Odhaluje maskované diagnostické komponenty
• Zlepšuje využití dynamického rozsahu
• Umožňuje zaměřit se na slabší, ale důležité signály

Omezení a upozornění

• Odstraní informace: Trvale ztracený obsah vrubované frekvence
• Může skrýt problémy: Pokud má vrubová frekvence diagnostickou hodnotu, problém byl přehlédnut
• Fázové zkreslení: Zářezové filtry mohou významně ovlivnit fázi v blízkosti zářezové frekvence
• Zvonění: Ostré zářezy mohou vytvářet artefakty v časové doméně
• Používejte opatrně: Měl by doplňovat, nikoli nahrazovat nefiltrovanou analýzu

Nejlepší postupy

Kdy použít zářezové filtry

• Známé rušení (elektrický šum) zakrývající měření
• Dominantní složka (závažná nevyváženost) bránící využití dynamického rozsahu
• Po nefiltrované analýze potvrzuje, že vrubová frekvence není diagnostická
• Odhalit slabé signály pro detailní zkoumání

Kdy NEPOUŽÍVAT

• Rutinní screeningová měření (pro obecnou diagnostiku použijte nefiltrovaná data)
• Když má vrubová frekvence diagnostickou hodnotu
• Bez předchozího pochopení celého nefiltrovaného spektra
• Jako náhrada za opravu skutečného zdroje rušení

Dokumentace

• Vždy dokumentujte použití zářezového filtru
• Rekordní frekvence zářezů a šířka pásma
• Uchovávejte nefiltrovaná data pro referenci
• Poznámka k důvodu pro zářezovou filtraci

Implementace

Hardwarové zářezové filtry

• Pevná frekvence (obvykle 50 nebo 60 Hz)
• Zapínání/vypínání dle potřeby
• Analogový obvod v přístroji
• Provoz v reálném čase

Softwarové zářezové filtry

• Aplikováno na digitalizovaná data
• Nastavitelná střední frekvence a šířka pásma
• Lze testovat různé parametry zářezu
• Nedestruktivní (zachování původních dat)

Zářezové filtry jsou specializované nástroje pro zpracování signálu, které selektivně odstraňují úzká frekvenční pásma z vibračních signálů. I když jsou zářezové filtry účinné pro eliminaci rušení a odhalení maskovaných složek, musí být používány uvážlivě s plným pochopením toho, jaké informace jsou zahazovány, a musí být zajištěno, že zářezové frekvence neobsahují důležitý diagnostický obsah.

---

← Zpět na hlavní index