Principy filtrů sledování
Definice: Co je sledovací filtr?
Sledovací filtr (nazývaný také filtr sledování pořadí nebo synchronní filtr) je úzkopásmový filtr v analýza vibrací přístroje, které automaticky upravují svou střední frekvenci tak, aby sledovala násobek (řád) otáček stroje. Například “sledovací filtr 1×” nepřetržitě sleduje frekvenci otáček, filtruje všechny ostatní frekvence a propouští pouze základní složku 1×. Podobně sledovací filtry 2× a 3× sledují dvojnásobek a trojnásobek otáček.
Sledovací filtry jsou nezbytnými nástroji pro analýzu zařízení s proměnnými otáčkami, přechodových jevů při rozběhu/doběhu a pro izolaci specifických složek objednávky v analýza objednávek. Umožňují měření amplituda a fáze synchronních komponent, a to i při změnách rychlosti stroje.
Jak fungují filtry sledování
Základní princip
- Referenční rychlost: Tachometr nebo klíčový fázor poskytuje jednou za otáčku pulz
- Výpočet frekvence: Přístroj vypočítává okamžitou frekvenci otáčení z otáčkoměru
- Násobení řádu: Vynásobí rotační frekvenci pořadovým číslem (1, 2, 3 atd.)
- Centrování filtru: Úzkopásmový filtr se středem na vypočítané frekvenci
- Plynulé nastavení: S měnící se rychlostí se frekvence filtru neustále sleduje
- Výstup: Filtrovaný signál obsahující pouze vybranou složku pořadí
Charakteristiky filtru
- Šířka pásma: Typicky ±2-10% střední frekvence
- Těsnost: Efektivně potlačuje blízké frekvence
- Sledovací rychlost: Dokáže sledovat rychle se měnící rychlosti
- Více filtrů: Moderní nástroje umožňují simultánní sledování více objednávek
Aplikace
1. Analýza spouštění a dojezdu
Primární aplikace pro sledovací filtry:
- Sledujte 1× amplitudu a fázi v závislosti na rychlosti během přechodových jevů
- Generovat Bodeho grafy (amplituda a fáze vs. rychlost)
- Identifikovat kritické rychlosti z amplitudových vrcholů
- Opatření tlumení z šířky rezonančního píku
- Sledujte 2×, 3× současně pro identifikaci více režimů
2. Analýza zařízení s proměnnou rychlostí
- Zachovat měření založená na pořadí i přes kolísání rychlosti
- Motory poháněné frekvenčním měničem s plynule se měnícími otáčkami
- Větrné turbíny s proměnlivou rychlostí větru
- Procesní zařízení se změnami otáček závislými na zatížení
- Umožňuje konzistentní sledování trendů bez ohledu na kolísání rychlosti
3. Vyvažování
- Složka stopy 1× během vyvažování postup
- Odfiltrujte komponenty jiné než 1× pro čistší měření
- Měření fáze pouze při frekvenci 1×
- Zlepšuje přesnost potlačením jiných zdrojů vibrací
4. Analýza specifických objednávek
- Izolujte konkrétní objednávky pro podrobné studium
- Příklad: Sledování 2× pro sledování postupu nesouososti
- Pořadí průchodu lopatek kolejnice ve ventilátorech/čerpadlech
- Samostatné překrývající se frekvenční složky
Výhody sledovacích filtrů
Nezávislost na rychlosti
- Měření má smysl bez ohledu na změny rychlosti
- Porovnání dat z různých rychlostí na stejném základě (objednávky)
- Nezbytné pro zařízení bez konstantní rychlosti
Izolace komponent
- Odděluje specifický řád od všech ostatních frekvencí
- Čistší signály než full spectrum FFT
- Lepší poměr signálu k šumu pro komponenty objednávky
- Umožňuje přesné měření amplitudy a fáze
Analýza přechodových jevů
- Sledování komponentů při změnách rychlosti
- Kontinuální měření během zrychlování/zpomalování
- Není třeba ustálených podmínek
- Odhaluje chování závislé na rychlosti
Omezení a úvahy
Vyžaduje otáčkoměr
- Přesná reference rychlosti je nezbytná
- Kvalita signálu otáčkoměru ovlivňuje výkon filtru
- Nelze použít na zařízeních bez referenční rychlosti
- Jednorázový impuls za otáčku musí být spolehlivý
Sleduje pouze synchronní komponenty
- Nezachycené nesynchronní poruchy (většina vad ložisek)
- Elektrické frekvence nejsou sledovány
- Náhodné vibrace odfiltrovány
- Pro úplnou diagnózu je nutné použít doplňkové vyšetření
Kompromisy šířky pásma filtru
- Úzký filtr: Lepší potlačení sousedních frekvencí, ale pomalejší odezva na změny rychlosti
- Široký filtr: Rychlejší sledování, ale může zahrnovat blízké komponenty
- Optimální: Typická šířka pásma 5-10% pro většinu aplikací
Sledovací filtr vs. FFT
| Funkce | Analýza rychlé převodu (FFT) | Sledovací filtr |
|---|---|---|
| Požadavek na rychlost | Funguje při jakékoli rychlosti | Vyžaduje otáčkoměr |
| Změna rychlosti | Vyžaduje stálou rychlost | Zvládá různé rychlosti |
| Informace | Celé spektrum, všechny frekvence | Pouze jedna objednávka |
| Nesynchronní poruchy | Detekuje všechny závady | Mine nesynchronní |
| Analýza přechodových jevů | Obtížný | Vynikající |
| Nejlepší pro | Obecná diagnostika, ustálený stav | Analýza kritické rychlosti, proměnná rychlost |
Moderní implementace
Digitální sledovací filtry
- Softwarové filtry v moderních analyzátorech
- Více simultánních objednávek (1×, 2×, 3× souběžně)
- Nastavitelná šířka pásma
- Zobrazení v reálném čase během přechodových jevů
Integrace analýzy objednávek
- Sledovací filtry jako základ komplexní analýzy objednávek
- Extrahováno celé spektrum řádů (všechny řády současně)
- Barevné mapy znázorňující pořadí vs. rychlost
- Automatická detekce kritické rychlosti z dat sledování objednávek
Sledovací filtry jsou specializované, ale účinné nástroje pro analýzu vibrací, zejména pro dynamiku rotoru a zařízení s proměnnými otáčkami. Tím, že se i přes změny otáček zaměřují na specifické příkazy, umožňují sledovací filtry analýzu přechodových jevů a monitorování komponent nezávisle na otáčkách, což by se standardními technikami FFT nebylo možné, a proto jsou nezbytné pro identifikaci kritických otáček a pokročilou diagnostiku strojů.
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 