Forståelse af sporingsfiltre

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 et sporingsfilter?

Sporingsfilter (også kaldet ordresporingsfilter eller synkront filter) er et smalt båndpasfilter i Vibrationsanalyse instrumenter, der automatisk justerer sin centerfrekvens til at følge et multiplum (orden) af maskinens rotationshastighed. For eksempel sporer et "1× sporingsfilter" kontinuerligt driftshastighedsfrekvensen, filtrerer alle andre frekvenser fra og lader kun den grundlæggende 1× komponent passere. Tilsvarende følger 2× og 3× sporingsfiltre to gange og tre gange driftshastigheden.

Sporingsfiltre er vigtige værktøjer til analyse af udstyr med variabel hastighed, opstarts-/friløbstransienter og til isolering af specifikke ordrekomponenter i ordreanalyse. De muliggør måling af amplitude og fase af synkrone komponenter, selv når maskinhastigheden ændres.

Sådan fungerer sporingsfiltre

Grundprincip

1. Hastighedsreference: Omdrejningstæller eller nøglefase giver en impuls én gang pr. omdrejning
2. Frekvensberegning: Instrumentet beregner den øjeblikkelige rotationsfrekvens fra omdrejningstælleren
3. Ordenmultiplikation: Multiplicerer rotationsfrekvensen med ordensnummeret (1, 2, 3 osv.)
4. Filtercentrering: Smalt båndpasfilter centreret ved beregnet frekvens
5. Kontinuerlig justering: Når hastigheden ændres, spores filterfrekvensen kontinuerligt
6. Output: Filtreret signal, der kun indeholder den valgte ordrekomponent

Filterkarakteristika

• Båndbredde: Typisk ±2-10% af centerfrekvensen
• Snæverhed: Afviser effektivt nærliggende frekvenser
• Sporingsrate: Kan følge hurtigt skiftende hastigheder
• Flere filtre: Moderne instrumenter muliggør samtidig sporing af flere ordrer

Applikationer

1. Analyse af opstart og kystlinje

Primær anvendelse af sporingsfiltre:

• Spor 1× amplitude og fase vs. hastighed under transienter
• Frembringe Bode-plot (amplitude og fase vs. hastighed)
• Identificere kritiske hastigheder fra amplitudetoppe
• Måle dæmpning fra resonanstoppens bredde
• Spor 2×, 3× samtidigt for at identificere flere tilstande

2. Analyse af udstyr med variabel hastighed

• Oprethold ordrebaserede målinger trods hastighedsvariationer
• VFD-drevne motorer med kontinuerligt varierende hastighed
• Vindmøller med varierende vindhastigheder
• Procesudstyr med belastningsafhængige hastighedsændringer
• Muliggør ensartet trendmåling uanset hastighedsudsving

3. Balancering

• Spor 1× komponent under afbalancering procedure
• Filtrer ikke-1× komponenter fra for renere måling
• Fasemåling kun ved 1× frekvens
• Forbedrer nøjagtigheden ved at afvise andre vibrationskilder

4. Ordrespecifik analyse

• Isoler specifikke ordrer til detaljeret undersøgelse
• Eksempel: Spor 2× for at overvåge progressionen af ubalance
• Rækkefølgen for passering af sporblad i ventilatorer/pumper
• Separate overlappende frekvenskomponenter

Fordele ved sporingsfiltre

Hastighedsuafhængighed

• Målinger der er meningsfulde uanset hastighedsvariationer
• Sammenlign data fra forskellige hastigheder på samme grundlag (ordrer)
• Vigtig for udstyr uden konstant hastighed

Komponentisolering

• Adskiller specifik orden fra alle andre frekvenser
• Renere signaler end fuldspektret FFT
• Bedre signal-støj-forhold for ordrekomponenter
• Muliggør præcis amplitude- og fasemåling

Transient analyse

• Spor komponenter gennem hastighedsændringer
• Kontinuerlig måling under acceleration/deceleration
• Intet behov for stabile forhold
• Afslører hastighedsafhængig adfærd

Begrænsninger og overvejelser

Kræver omdrejningstæller

• Præcis hastighedsreference er afgørende
• Omdrejningstællerens signalkvalitet påvirker filterets ydeevne
• Kan ikke bruges på udstyr uden hastighedsreference
• Impulsen én gang pr. omdrejning skal være pålidelig

Sporer kun synkrone komponenter

• Ikke-synkrone fejl registreres ikke (de fleste lejefejl)
• Elektriske frekvenser spores ikke
• Tilfældig vibration filtreret fra
• Skal bruge komplementær analyse for fuldstændig diagnose

Afvejninger for filterbåndbredde

• Begræns filter: Bedre afvisning af tilstødende frekvenser, men langsommere reaktion på hastighedsændringer
• Bredt filter: Hurtigere sporing, men kan omfatte komponenter i nærheden
• Optimal: Typisk 5-10% båndbredde til de fleste applikationer

Sporingsfilter vs. FFT

Funktion	FFT-analyse	Sporingsfilter
Hastighedskrav	Fungerer ved enhver hastighed	Kræver omdrejningstæller
Hastighedsvariation	Kræver en stabil hastighed	Håndterer varierende hastighed
Information	Fuldt spektrum, alle frekvenser	Kun enkelt ordre
Ikke-synkrone fejl	Registrerer alle fejl	Misser ikke-synkrone
Transient analyse	Vanskelig	Fremragende
Bedst til	Generel diagnostik, steady-state	Analyse af kritisk hastighed, variabel hastighed

Moderne implementeringer

Digitale sporingsfiltre

• Softwarebaserede filtre i moderne analysatorer
• Flere samtidige ordrer (1×, 2×, 3× samtidigt)
• Justerbar båndbredde
• Visning i realtid under transienter

Integration af ordreanalyse

• Sporingsfiltre som fundament for omfattende ordreanalyse
• Fuld ordrespektrum udtrukket (alle ordrer samtidigt)
• Farvekort, der viser rækkefølge vs. hastighed
• Automatiseret kritisk hastighedsdetektion fra ordresporingsdata

Sporingsfiltre er specialiserede, men effektive værktøjer inden for vibrationsanalyse, især til rotordynamik og udstyr med variabel hastighed. Ved at fastholde fokus på specifikke ordrer på trods af hastighedsændringer muliggør sporingsfiltre transientanalyse og hastighedsuafhængig komponentovervågning, hvilket ville være umuligt med standard FFT-teknikker, hvilket gør dem afgørende for identifikation af kritiske hastigheder og avanceret maskindiagnostik.

---

← Tilbage til hovedindekset