Forståelse af tværspektrum

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er krydsspektrum?

Krydsspektrum (også kaldet krydseffektspektrum eller krydsspektral tæthed) er frekvensdomænerepræsentationen af forholdet mellem to samtidigt målte vibrationer signaler. Det beregnes ved at gange FFT af det ene signal ved hjælp af det komplekse konjugat af FFT'en af det andet signal. I modsætning til en autospektrum som viser frekvensindholdet i et enkelt signal, afslører krydsspektret hvilke frekvenser der er fælles for begge signaler, og fase forholdet mellem signalerne ved hver frekvens.

Krydsspektrum er fundamentalt for avanceret flerkanals vibrationsanalyse, herunder estimering af overføringsfunktioner, sammenhæng analyse og målinger af operationel afbøjningsform (ODS). Det gør det muligt at forstå, hvordan vibrationer udbreder sig gennem strukturer, og identificere årsag-virkningsforhold mellem målesteder.

Matematisk definition

Beregning

• Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
• Hvor X(f) = FFT af signalet x(t)
• Y*(f) = komplekst konjugat af FFT af signal y(t)
• Resultatet er komplekst værdifuldt (har både størrelsesorden og fase)

Komponenter

• Størrelsesorden: |Gxy(f)| viser styrke af fælles frekvensindhold
• Fase: ∠Gxy(f) viser faseforskellen mellem signaler ved hver frekvens
• Ægte del: In-fase (kospektral) komponent
• Imaginær del: Kvadraturkomponent (90° ude af fase)

Ejendomme

Kompleks-værdisat

• I modsætning til autospektrum (kun reelt) er krydsspektrum komplekst
• Indeholder information om både størrelse og fase
• Fase afgørende for forståelsen af signalforhold

Ikke symmetrisk

• Gxy(f) ≠ Gyx(f) generelt
• Orden betyder noget (hvilket signal er reference)
• Gyx(f) = komplekst konjugat af Gxy(f)

Gennemsnit kræves

• Støjende og upålidelig på tværs af enkelt spektrum
• Gennemsnitlige multiple krydsspektre for stabilt estimat
• Støjkomponenter i gennemsnit mod nul (ukorreleret)
• Korrelerede komponenter forstærker

Applikationer

1. Beregning af overføringsfunktion

Vigtigste anvendelse:

• H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
• Hvor x = input, y = output
• Viser hvordan systemet reagerer på excitation
• Størrelsesorden viser forstærkning/dæmpning
• Fase viser tidsforsinkelse eller resonansadfærd
• Brugt i modal analyse, strukturel dynamik

2. Kohærensberegning

• Kohærens = |Gxy|² / (Gxx × Gyy)
• Måler korrelation mellem signaler ved hver frekvens
• Værdier 0-1: 1 = perfekt korrelation, 0 = ingen korrelation
• Validerer målekvaliteten og identificerer støj

3. Bestemmelse af faseforhold

• Fase fra krydsspektret viser tidsforsinkelse eller resonans
• 0° fase: signaler i fase (bevæger sig sammen)
• 180° fase: signaler ude af fase (bevæger sig modsat)
• 90° fase: kvadratur (resonans eller tidsforsinkelse)
• Diagnostik for modeformer, vibrationstransmission

4. Common Mode-afvisning

• Krydsspektrum identificerer frekvenskomponenter, der er fælles for begge kanaler
• Ukorreleret støjudligning i gennemsnitsmåling
• Afslører sande signalkomponenter
• Forbedrer signal-støj-forholdet

Praktiske målinger

Typiske målingsscenarier

Lejesammenligning

• Signal X: Vibration ved leje 1
• Signal Y: Vibration ved leje 2
• Krydsspektret viser frekvenser, der påvirker begge lejer
• Identificerer rotorrelaterede problemer vs. individuelle lejeproblemer

Input-output analyse

• Signal X: Kraft eller vibration ved indgang (kobling, drivleje)
• Signal Y: Reaktion på udgang (drevet udstyrsleje)
• Krydsspektrum afslører transmissionskarakteristika
• Overføringsfunktionen viser, hvordan vibrationer overføres

Strukturel transmission

• Signal X: Vibrationer i lejehuset
• Signal Y: Fundament- eller rammevibrationer
• Krydsspektret viser hvilke frekvenser der transmitteres til strukturen
• Vejleder isolations- eller afstivningsbestræbelser

Fortolkning

Høj magnitude ved frekvens

• Indikerer stærk korrelation mellem signaler ved den frekvens
• Fælles kilde eller stærk kobling
• Komponent til stede i begge signaler

Lav størrelsesorden ved frekvens

• Lille korrelation (ukorreleret eller svag kobling)
• Komponenten kan være til stede i ét signal, men ikke i et andet
• Eller ukorreleret komponent (støj, forskellige kilder)

Faseinformation

• 0°: Signaler bevæger sig sammen (stiv forbindelse eller under resonans)
• 180°: Signaler bevæger sig modsat (over resonans eller symmetri)
• 90°: Kvadratur (ved resonans eller specifik geometri)
• Frekvensafhængig: Faseændringer afslører dynamisk adfærd

Avancerede applikationer

Multipel input/output-analyse

• Flere referencesignaler, flere responssignaler
• Matrix af krydsspektre
• Identificerer flere transmissionsveje
• Kompleks systemkarakterisering

Driftsafbøjningsformer

• Krydsspektre mellem mange målepunkter
• Faserelationer definerer afbøjningsmønster
• Visualiserer strukturel bevægelse
• Identificerer resonanstilstande

Krydsspektrum udvider frekvensanalyse fra enkeltkanal til flerkanal og afslører forholdet mellem signaler, der muliggør beregning af overføringsfunktioner, kohærensvalidering og forståelse af vibrationstransmissionsveje. Selvom det er mere komplekst end autospektrum, er krydsspektrum afgørende for avanceret vibrationsanalyse, herunder modal testning, strukturel dynamik og sofistikeret maskindiagnostik, der kræver flerpunktsmålinger.

---

← Tilbage til hovedindekset