Forståelse af Zoom FFT

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 Zoom FFT?

Zoom FFT (også kaldet højopløsnings-FFT eller frekvenszoom) er en avanceret Hurtig Fourier-transformation teknik, der giver en meget fin frekvensopløsning inden for et udvalgt smalt frekvensbånd i stedet for over hele spektret. I stedet for at analysere 0-1000 Hz med 1 Hz opløsning (1000 linjer), kan zoom FFT analysere 95-105 Hz med 0,01 Hz opløsning (også 1000 linjer, men koncentreret i smalt bånd). Denne dramatiske forbedring i opløsning muliggør adskillelse af tætliggende frekvenskomponenter såsom sidebånd, præcis frekvensidentifikation og detaljeret analyse af specifikke spektrale områder.

Zoom FFT er afgørende for at diagnosticere defekter i motorrotorstangen (løsning af slipfrekvenssidebånd), gearproblemer (identifikation af modulationsmønstre) og enhver situation, hvor vigtig diagnostisk information findes i tætliggende toppe, der ville smelte sammen i standard FFT-analyse.

Hvorfor Zoom FFT er nødvendig

Opløsningsbegrænsninger for standard FFT

Standard FFT har grundlæggende opløsningsgrænser:

• Opløsning = Fmax / Antal linjer
• Eksempel: 0-1000 Hz område, 800 linjer → 1,25 Hz opløsning
• Problem: Kan ikke skelne toppe adskilt af < 1,25 Hz
• Glidefrekvens: Ofte 0,5-2 Hz, kræver bedre opløsning for at se sidebånd

Forbedring af afvejninger i forbindelse med opløsning

• Reducer Fmax: 0-100 Hz giver en opløsning på 0,125 Hz (bedre), MEN mangler indhold med høje frekvenser
• Forøg linjer: 8000 linjer giver 0,125 Hz, MEN behandlingstid/hukommelseskrævende
• Zoom-FFT: Kombinerer høj opløsning i interesseområdet med rimelig behandling

Sådan fungerer Zoom FFT

Grundlæggende proces

1. Vælg frekvensbånd: Vælg centerfrekvens og båndbredde (f.eks. 100 Hz ± 10 Hz)
2. Frekvensskift: Skift digitalt det valgte bånd ned til nær DC (baseband)
3. Decimering: Reducer samplingshastigheden proportionalt med den indsnævrede båndbredde
4. FFT-beregning: Udfør FFT på signal med reduceret hastighed
5. Resultat: Højopløsningsspektrum af udvalgt smalbånd

Opløsningsgevinst

• Hvis du zoomer til 1/10 af fuldt spænd, får du 10 gange finere opløsning
• Eksempel: 0-1000 Hz ved 1 Hz opløsning → Zoom til 95-105 Hz ved 0,01 Hz opløsning
• Gain = (Fuld span / Zoom span)

Applikationer

1. Detektion af defekter i motorrotorstang

Den klassiske zoom FFT-applikation:

• Problem: Slipfrekvenssidebånd (0,5-2 Hz afstand) for tæt på til at kunne opløses i standard FFT
• Løsning: Zoom FFT omkring 1× kørehastighed med 0,1 Hz eller bedre opløsning
• Resultat: Tydelig adskilte sidebånd afslører knækkede rotorstænger
• Analyse: Sidebåndsamplitude angiver antallet af brudte søjler

2. Geardiagnostik

• Zoom rundt om gear mesh-frekvensen
• Opløs sidebånd ved akselhastighedsafstand
• Identificer mønstre for jagttændernes hyppighed
• Forskellen mellem sidebånd mellem tandhjul og tandhjul

3. Lejeanalyse

• Zoom rundt om lejefejlfrekvenser
• Løs sidebåndsstruktur
• Bestem den nøjagtige fejlfrekvens (sammenlign med den beregnede)
• Analysér modulationsmønstre

4. Elektrisk frekvensanalyse

• Zoom rundt om linjefrekvens eller 2× linjefrekvens
• Løs slipfrekvenssidebånd i strømrelateret vibration
• Identificer polpassfrekvensen præcist

5. Kritisk hastighedsstudier

• Zoom rundt om mistænkte naturlige frekvenser
• Bestem præcist resonansfrekvensen
• Mål resonanstoppens bredde til dæmpningsberegning

Operationel procedure

Opsætning

1. Standard FFT først: Identificer frekvensområdet af interesse
2. Vælg Center: Vælg centerfrekvens for zoom
3. Vælg span: Vælg zoombåndbredde (smal for høj opløsning)
4. Indstil parametre: Antal linjer (typisk det samme som standard FFT)
5. Indhent data: Instrumentet udfører zoom-FFT

Typiske indstillinger

• Motoriske sidebånd: Center ved 1× (30 Hz), spændvidde ±10 Hz, 800 linjer → 0,025 Hz opløsning
• Gearnet: Center ved GMF (600 Hz), spændvidde ±50 Hz, 1600 linjer → 0,0625 Hz opløsning
• Lejefejl: Center ved BPFO (150 Hz), spændvidde ±25 Hz, 800 linjer → 0,0625 Hz opløsning

Fordele

Høj opløsning

• 10-100× bedre opløsning end standard FFT
• Adskiller toppe, der er umulige at skelne på anden måde
• Afslører diagnostiske detaljer

Beregningseffektivitet

• Mere effektivt end at øge linjerne over hele spektret
• Hurtigere behandling
• Mindre hukommelse kræves

Præcisionsfrekvensmåling

• Bestemmer den nøjagtige peakfrekvens
• Sammenlign med teoretiske beregninger
• Bekræft fejldiagnose

Begrænsninger

Kun smalt bånd

• Viser kun det valgte frekvensområde
• Mangler information uden for zoomområdet
• Skal vide omtrent hvor man skal zoome
• Kræver standard FFT først for overblik

Nødvendig brugerviden

• Du skal vælge det rigtige zoomområde
• Kræver forståelse for, hvad man skal kigge efter
• Ikke egnet til generel screening
• Mere kompleks end standard FFT

Tidsinvestering

• Yderligere målinger ud over standard FFT
• Opsætnings- og parametervalgstid
• Berettiget til kritisk udstyr eller bekræftede problemer

Zoom FFT er et kraftfuldt spektralanalyseværktøj, der leverer den højfrekvente opløsning, der er nødvendig for at løse tætliggende vibrationskomponenter, som er kritiske for diagnosticering af elektriske motorfejl, gearfejl og lejeproblemer. Det er afgørende at mestre Zoom FFT-teknikker – at vide, hvornår de skal bruges, hvordan man vælger passende parametre og fortolker de resulterende højopløsningsspektre – for avanceret vibrationsanalyse og detaljeret fejldiagnose i komplekse maskiner.

---

← Tilbage til hovedindekset