Laineanalüüsi mõistmine

1. Definitsioon: Mis on laineanalüüs?

Laineanalüüs on täiustatud signaalitöötlustehnika, mida kasutatakse signaali analüüsimiseks vibratsioon signaale, mille sageduslik sisu aja jooksul muutub. Erinevalt traditsioonilistest Kiire Fourier' teisendus (FFT), mis sobib kõige paremini statsionaarsete signaalide (konstantse sagedussisaldusega signaalide) jaoks, suudab laineanalüüs tõhusalt jäädvustada ja esitada mööduvaid sündmusi, šokke ja muid mittestatsionaarseid käitumisviise.

See toimib signaali lagundamisel baasfunktsioonide komplektiks, mida nimetatakse "lainekesteks". Iga laineke on lühike, võnkuv lainelaadne pakett, mis on lokaliseeritud nii ajas kui ka sageduses. See kahekordne lokaliseerimine annabki lainekeste analüüsile selle võimsuse.

2. Laineanalüüs vs. FFT

Laineanalüüsi väärtuse mõistmiseks on oluline mõista FFT piiranguid:

• FFT (kiire Fourier' teisendus): FFT ütleb sulle, *millised* sagedused signaalis esinevad, kuid ei anna infot selle kohta, *millal* need esinesid. See analüüsib kogu signaali korraga, pakkudes suurepärast sagedusresolutsiooni, kuid nullajaresolutsiooni.
• Laineanalüüs: Laineanalüüs näitab, *millised* sagedused esinevad ja *millal* need esinevad. See annab signaalist aja-sageduse kaardi, mis näitab, kuidas spektraalne sisu aja jooksul areneb.

Kujutage ette signaali, mis sisaldab lühikest "klõpsu" pragunenud hammasrattalt. FFT võib küll näidata lairibaenergia väikest suurenemist, kuid klõps keskmistatakse kogu signaali ulatuses. Laineanalüüs aga annaks graafiku, mis näitab selgelt kõrgsagedusliku energia purset täpselt klõpsu toimumise hetkel.

3. Skalogramm: aja-sageduse kaart

Laineanalüüsi kõige levinum väljund on skalogramm (või sarnane aja-sageduse graafik). See on kahemõõtmeline värvikaart, kus:

• X-telg tähistab aega.
• Y-telg tähistab sagedust (või skaalat).
• Värv tähistab vibratsiooni amplituudi või energiat sellel konkreetsel ajahetkel ja sagedusel.

See visualiseerimine teeb lihtsaks märgata mööduvaid sündmusi, mis tavalises FFT-spektris peidus oleksid. Näiteks vertikaalne „kuuma” värvi joon skalogrammil näitab lairiba sündmust (nagu löök), mis toimus kindlal ajahetkel.

4. Rakendused vibratsioonidiagnostikas

Laineanalüüsi ei kasutata tavaliselt rutiinseteks uuringuteks. vibratsiooni jälgimine kuid on võimas tööriist täiustatud diagnostikaks konkreetsetes olukordades:

• Käigukasti analüüs: See on erakordselt hea lokaalsete vigade, näiteks ühe pragunenud või katki läinud hamba tuvastamisel, mis tekitab iga pöörde puhul selgelt eristuva löögi.
• Laagri defekt Analüüs: Seda saab kasutada killustiku kohal liikuva veereelemendi põhjustatud üksikute löökide tuvastamiseks, eriti väga aeglase kiirusega masinate puhul, kus kasutatakse traditsioonilisi ümbriku analüüs võib olla keeruline.
• Mööduv sündmus Analüüs: See sobib ideaalselt masina käivitamise, seiskamise või muude protsesside signaalide analüüsimiseks, kus kiiruse ja vibratsiooni omadused pidevalt muutuvad.
• Struktuurianalüüs: Seda saab kasutada konstruktsiooni reaktsiooni analüüsimiseks löögile (löögitest), et mõista selle sumbuvust ja loomulikke sagedusi.

Kuigi arvutuslikult intensiivsem kui FFT, on tänapäevane arvutitarkvara muutnud laineanalüüsi kättesaadavaks ja väärtuslikuks tööriistaks edasijõudnutele vibratsioonianalüütikutele, kes tegelevad keerukate, mittestatsionaarsete signaalidega.

← Tagasi põhiindeksi juurde