Hvad er dynamisk område? Målespændkapacitet • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hvad er dynamisk område? Målespændkapacitet • Bærbar balancer, vibrationsanalysator "Balanset" til dynamisk balancering af knusere, ventilatorer, mulchere, snegle på mejetærskere, aksler, centrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hvad er dynamisk område? Målespændviddekapacitet

Udgivet af admin på

Forståelse af dynamisk område

Definition: Hvad er dynamisk område?

Dynamisk område er forholdet mellem de største og mindste signaler, som et målesystem præcist kan håndtere, typisk udtrykt i decibel (dB). For vibrationer I målesystemer definerer det dynamiske område spændet fra støjgulvet (minimum detekterbart signal) til mætningspunktet (maksimalt signal før klipning eller forvrængning). Et bredt dynamisk område muliggør måling af både meget små vibrationer (tidlige lejefejl) og meget store vibrationer (alvorlig ubalance) med den samme instrumentopsætning.

Dynamisk område er kritisk, fordi vibrationer i virkelige maskiner indeholder komponenter, der spænder over brede amplitudeområder – fra mikro-g lejedefektpåvirkninger til multi-g ubalancekræfter. Tilstrækkeligt dynamisk område sikrer, at al diagnostisk information registreres uden hverken at forsvinde i støj eller mætte målesystemet.

Matematisk udtryk

Formel

  • Dynamisk område (dB) = 20 × log₁₀ (Maksimalt signal / Minimumsignal)
  • Eksempel: Maks. 10V, Min. 1mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
  • Decibelskala håndterer kompakt store forhold

Lineært forhold

  • Dynamisk område kan også udtrykkes som et simpelt forhold
  • 80 dB = 10.000:1 forhold
  • 100 dB = 100.000:1 forhold
  • 120 dB = 1.000.000:1 forhold

Komponenter der påvirker det dynamiske område

Øvre grænse: Mætning

  • Sensormætning: Maksimal vibration før sensorudgang klipses
  • A/D-konverterens mætning: Maksimal spænding før digitizerklemmer (±5V, ±10V typisk)
  • Forstærkermætning: Signalbehandlingstrin kan klippes
  • Effekt: Signalet topper, bølgeformen er forvrænget, spektret viser falske harmoniske

Nedre grænse: Støjgulv

  • Sensorstøj: Iboende elektrisk støj i sensorelektronik
  • Kabelstøj: Elektrisk interferens i kabler
  • Instrumentstøj: Elektronisk støj i analysatoren
  • Kvantiseringsstøj: Fra A/D-konverteropløsning
  • Effekt: Signaler under støjgulvet kan ikke skelnes fra støj

Typiske dynamiske områder

Sensorer

  • IEPE accelerometre: 80-100 dB typisk
  • Accelerometre i opladningstilstand: 100-120 dB
  • Hastighedstransducere: 60-80 dB
  • Nærhedsprober: 60-80 dB

Analysatorer og dataindsamling

  • 16-bit A/D: ~96 dB teoretisk, 80-90 dB praktisk
  • 24-bit A/D: ~144 dB teoretisk, 110-120 dB praktisk
  • Moderne analysatorer: 90-110 dB typisk systemdynamikområde

Vigtighed i vibrationsanalyse

Samtidige små og store signaler

  • Spektret kan have store 1×-peaks (ubalance) og små pejlingfejltoppe
  • Forholdet kan være 1000:1 eller mere (60 dB)
  • Tilstrækkeligt dynamisk område sikrer både synlige
  • Utilstrækkelig rækkevidde: små toppe går tabt i støj, eller store toppe mættes

Konvolutanalyse

  • Kræver detektering af lavenergi-lejepåvirkninger i nærvær af højenergiske lavfrekvente vibrationer
  • Bredt dynamisk område afgørende for tidlig detektion af lejefejl
  • Båndpasfiltrering hjælper, men dynamisk område stadig vigtigt

Spektrumanalyse

  • Ønsker at se både dominerende toppe og små diagnostiske toppe
  • Logaritmisk amplitudeskala hjælper med at visualisere et bredt område
  • Dynamisk område bestemmer det synlige spektrum

Optimering af dynamisk område

Forstærkningsindstillinger

  • Juster inputforstærkningen for at bruge det fulde A/D-område
  • For lav forstærkning: dårlig opløsning (støjgrænse)
  • For høj forstærkning: klipning (mætningsgrænse)
  • Optimal: signaltoppe ved 70-80% af fuld skala

Sensorvalg

  • Vælge følsomhed matchende forventet vibration
  • Høj følsomhed for lav vibration
  • Lav følsomhed for høje vibrationer
  • Kompromitterer hvis vibrationsområdet er meget bredt

Filtrering

  • Højpasfilter fjerner dominerende lavfrekvenskomponent
  • Tillader brug af højere forstærkning på det resterende signal
  • Øger effektivt det dynamiske område til højfrekvent analyse
  • Strategi anvendt i envelope-analyse

Praktiske problemer

Mætning (klipning)

  • Symptom: Bølgeform fladtoppede, falske harmoniske i spektret
  • Årsag: Signalet overstiger systemets rækkevidde
  • Løsning: Reducer forstærkningen, brug en sensor med lavere følsomhed, filtrer store komponenter
  • Forebyggelse: Kontroller klipindikatorerne på instrumentet

Støjbegrænsning

  • Symptom: Kan ikke registrere små vibrationsændringer, støjende spektrum
  • Årsag: Signalet er for tæt på støjniveauet
  • Løsning: Øg forstærkningen, brug en sensor med højere følsomhed, bedre kabel/jordforbindelse

Visning og skalering

Lineær skala

  • Begrænset effektivt displayområde (~40-50 dB)
  • Små toppe er usynlige, hvis store toppe er til stede
  • God til situationer med begrænset dynamisk område

Logaritmisk skala (dB)

  • Kan vise fuldt dynamisk område på et enkelt plot
  • Både små og store toppe synlige
  • Standard til analyse, der kræver et bredt dynamisk område
  • Essentiel for detaljeret diagnostik

Dynamisk område er en grundlæggende specifikation, der definerer målesystemers evne til at håndtere signaler, der spænder over brede amplitudeområder. Forståelse af dynamisk område, optimering af det gennem korrekte forstærkningsindstillinger og sensorvalg samt anerkendelse af dets begrænsninger gør det muligt at indsamle al diagnostisk information - fra subtile tidlige fejlsignaturer til dominerende mekanisk vibration - i omfattende og pålidelige vibrationsmålinger.

← Tilbage til hovedindekset

Kategorier:
WhatsApp