Auto-Spectrumi mõistmine
Definitsioon: Mis on autospekter?
Auto-spekter (nimetatakse ka autospektriks, võimsusspektriks või lihtsalt spektriks) on üksiku signaali sagedusdomeeni esitus. vibratsioon signaal, mis näitab vibratsioonienergia jaotust või amplituud sageduse funktsioonina. See arvutatakse, võttes Kiire Fourier' teisendus (FFT) signaali ja kuvades iga sageduskomponendi suurust. Mõiste “autospekter” eristab seda ristspektrist (mis seob kahte erinevat signaali), rõhutades, et see on signaali spekter iseendaga.
Praktikas nimetatakse autospektriks lihtsalt "spektrit" või "FFT-spektrit" – see on vibratsioonianalüsaatorite standardne sagedusanalüüsi näidik, mis näitab tippe tasakaalutus, laagri rikete sagedused, hammasrataste võrk ja muud diagnostilised komponendid. Arusaamine, et tegemist on tehniliselt autospektriga, muutub oluliseks mitmekanalilise analüüsi puhul, kus mängivad rolli ristspektrid ja muud korrelatsioonifunktsioonid.
Matemaatiline Sihtasutus
Arvutusmeetodid
Otsene FFT
- Arvutage ajasignaali FFT
- Arvutage iga kompleksse FFT komponendi suurusjärk
- Kuva suurusjärk vs sagedus
- Kõige levinum ja otsekohesem
Autokorrelatsiooni kaudu
- Arvuta signaali autokorrelatsioonifunktsioon
- Võtke autokorrelatsiooni FFT
- Tulemuseks on autospekter (Wiener-Hinchin teoreem)
- Matemaatiliselt samaväärne, kuid arvutuslikult erinev marsruut
Keskmine
- Järjestikustest ajakirjetest arvutatud mitu autospektrit
- Müra vähendamiseks ja statistilise usaldusväärsuse parandamiseks keskmistatakse
- Tüüpiline: 4–16 keskmist masinadiagnostika puhul
- Rohkem juhusliku vibratsiooni keskmisi väärtusi (50–100+)
Omadused ja karakteristikud
Reaalväärtusega
- Autospekter on alati reaalne (ilma kujuteldava osata)
- Tähistab ainult suurust, mitte faas teave
- Faasikaotus magnituudi arvutamisel
- Piisab enamiku ühepunkti diagnostika jaoks
Alati positiivne
- Väärtused alati ≥ 0 (suurus ruudus või suurusjärk)
- Ei tohi olla negatiivseid spektraalväärtusi
- Esindab energiat või võimsust (loomupäraselt positiivne)
Sümmeetriline (reaalsete signaalide jaoks)
- Nyquisti sageduse ümber sümmeetrilise reaalsignaali autospekter
- Negatiivsed sagedused peegeldavad positiivseid sagedusi
- Kuvatakse ainult positiivsed sagedused (sisaldavad kogu teavet)
Auto-Spectrum masina diagnostikas
Standardne diagnostikaekraan
- Mida tehnikud nimetavad "spektriks" või "FFT-ks"“
- Näitab kõiki vibratsioonisageduse komponente
- Tipud tuvastati ja sobitati rikete tüüpidega
- Peamine tööriist rikete diagnoosimiseks
Tüüpilised omadused
- 1× Tipp: Asümmeetria või muud 1× allikad
- 2× tipp: Joondatuse või lõtvuse puudumine
- Laagrisagedused: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Hammasratasvõrk: Hammaste haardumissagedus
- Elektriline: 2 × liinisagedus (120/100 Hz)
- Müra korrus: Juhusliku vibratsiooni ja müra tausttase
Auto-spekter vs. ristspekter
Auto-Spectrum (üks kanal)
- Ühe signaali spekter
- Näitab sageduse sisu
- Faasiteavet pole
- Piisab enamiku diagnostikate jaoks
- Standardne ühekanaliline FFT
Ristspekter (kaks kanalit)
- Kahe signaali vaheline seos
- Näitab levinud sageduse sisu
- Sisaldab faaside suhet
- Kasutatakse ülekandefunktsiooni analüüsis, sidususe hindamisel
- Nõuab kahte sünkroniseeritud kanalit
Auto-spektrite keskmistamine
Lineaarne keskmistamine
- Mitme autospektri aritmeetiline keskmine
- Vähendab juhuslikku müra varieerumist
- Parandab tegeliku spektri hinnangut
- Masinate analüüsi standard
Eksponentsiaalne keskmistamine
- Kaalutud keskmine, mis annab uuematele spektritele suurema kaalu
- Kasulik muutuvate tingimuste jälgimiseks
- Reaalajas jälgimise rakendused
Tipptaseme hoidmine (maksimaalne spekter)
- Iga sagedusvahemik sisaldab maksimaalset väärtust
- Jäädvustab mööduvaid komponente
- Kasulik käivitamise/seiskamise analüüsiks
Kuvamisvormingud
Lineaarne skaala
- Y-telje lineaarne (mm/s, m/s² jne)
- Lihtsalt loetavad absoluutväärtused
- Väikesed tipud võivad olla nähtamatud, kui suured tipud on olemas
- Tavaline rutiinse analüüsi puhul
Logaritmiline skaala (dB)
- Y-telg detsibellides (20 log(amplituud/referents))
- Lai dünaamiline ulatus nähtav
- Näha on nii väikeseid kui ka suuri tippe
- Ühine uurimistöö ja detailse analüüsi jaoks
Sagedustelg
- Lineaarne: Võrdne Hz-vahe, masinate standard
- Logaritmiline: Võrdne oktaavvahe, kasulik laia sagedusvahemiku jaoks
Kvaliteedinäitajad
Spektraalne kvaliteet
- Puhas spekter: Selged piigid, madal müratase
- Mürane spekter: Kõrge taust, ebaselged tipud
- Keskmistamine: Parandab kvaliteeti müra vähendamise abil
- Resolutsioon: Piisab lähedaste tippude eraldamiseks
Ülekoormuse indikaatorid
- Kontrollige omandamise ajal signaali ülekoormust
- Ülekoormus loob valesid spektraalkomponente
- Reguleerige sisendvõimendust ülekoormuse korral
Autospekter on vibratsioonidiagnostika põhiline sagedusanalüüsi tööriist, mis esindab ühekanalilist FFT-d, mida tehnikud iga päev rikete tuvastamiseks ja seisundi hindamiseks kasutavad. Arusaam sellest, et “spekter” on tehniliselt autospekter ja kuidas see on seotud ristspektrite ja teiste spektraalanalüüsi tehnikatega, loob aluse täiustatud mitmekanaliliseks analüüsiks ja põhjalikuks masinadiagnostikaks.