Entendiendo la coherencia

1. Definición: ¿Qué es la coherencia?

Coherencia (también llamada Función de Coherencia) es una herramienta de procesamiento de señales utilizada en análisis de vibraciones Para determinar la calidad y validez de una medición. Es un valor entre 0 y 1 que indica qué proporción de la señal de salida a una frecuencia dada es causada directamente por la señal de entrada.

• Una coherencia de 1.0 en una frecuencia específica significa que hay una relación lineal perfecta entre las dos señales. 100% de la salida en esa frecuencia es causada por la entrada.
• Una coherencia de 0.5 Significa que solo el 50% de la energía de la señal de salida a esa frecuencia está linealmente relacionada con la señal de entrada. El 50% restante se debe a otros factores como ruido, no linealidades u otras entradas no medidas.
• Una coherencia de 0.0 significa que no existe ninguna relación lineal entre las dos señales en esa frecuencia.

La coherencia se calcula utilizando la densidad espectral de potencia cruzada y requiere un analizador multicanal que pueda medir dos señales simultáneamente.

2. Usos principales de la coherencia

La coherencia se utiliza principalmente en dos áreas clave:

a) Validación Función de respuesta de frecuencia (FRF) Medidas

Este es el uso más común y crítico de la coherencia. Al realizar una prueba de impacto (o prueba de impacto) para medir una FRF, el gráfico de coherencia es esencial para evaluar la calidad de los datos.

• Buena medición: Para una FRF válida, la coherencia debe ser muy cercana a 1.0 en las frecuencias correspondientes a los picos resonantes. Si la coherencia es alta (p. ej., >0.95), el analista confía en que la respuesta medida fue causada efectivamente por el impacto del martillo y no por la vibración de fondo ni el ruido de medición.
• Mala medición: Si la coherencia disminuye significativamente en un pico resonante, esto indica una medición deficiente. Esto podría deberse a un golpe de martillo deficiente, un entorno ruidoso o una respuesta estructural no lineal. El analista debe rechazar los datos de ese impacto e intentarlo de nuevo. La coherencia será naturalmente baja en las antirresonancias (los "valles" en la FRF), lo cual es normal.

b) Identificación de la fuente

La coherencia se puede utilizar para determinar si la vibración de una máquina está causando la vibración de otra. Por ejemplo, si comparte una bomba y un motor en una base y sospecha que el motor está causando la vibración de la bomba:

• Procedimiento: Coloque uno acelerómetro En el motor (entrada) y un segundo acelerómetro en la bomba (salida). Mida ambas señales simultáneamente y calcule la coherencia.
• Interpretación: Si la coherencia es alta en el motor velocidad de carreraEsto proporciona una evidencia sólida de que la vibración se transmite del motor a la bomba a través de su estructura compartida. Si la coherencia es baja, es probable que la vibración de la bomba se deba a sus propios problemas (p. ej., desequilibrio de la bomba, cavitación) y no al motor.

3. Factores que reducen la coherencia

Varios factores pueden provocar que el valor de coherencia sea inferior a 1,0:

• Ruido de medición: Contaminación de la señal de entrada o de salida por ruido extraño.
• Sistemas no lineales: La coherencia solo mide la relación *lineal*. Si el sistema no es lineal (p. ej., debido a holgura, grietas o interacciones fluido-estructura), la coherencia será baja incluso si existe una relación causal.
• Retrasos de tiempo: Un retraso de tiempo significativo entre las señales de entrada y salida puede reducir la coherencia.
• Otras entradas no medidas: Si la salida es causada por más de una fuente y solo se mide una de ellas como entrada, la coherencia será baja.

En resumen, la función de coherencia es una herramienta vital de control de calidad para mediciones de vibración avanzadas, que brinda confianza en la validez de los datos de FRF y ayuda a identificar las rutas de transmisión de vibración.

← Volver al índice principal