یکپارچه‌سازی در ارتعاش چیست؟ تبدیل سیگنال • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر یکپارچه‌سازی در ارتعاش چیست؟ تبدیل سیگنال • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن‌ها، فن‌ها، مالچرها، حلزونی‌ها روی کمباین‌ها، شفت‌ها، سانتریفیوژها، توربین‌ها و بسیاری از روتورهای دیگر

انتگرال گیری در ارتعاش چیست؟ تبدیل سیگنال

منتشر شده توسط admin در

درک انتگرال‌گیری در تحلیل ارتعاشات

تعریف: ادغام چیست؟

ادغام در لرزش تحلیل ارتعاش، فرآیند ریاضی تبدیل اندازه‌گیری‌های ارتعاش از یک پارامتر به پارامتر دیگر با انجام انتگرال‌گیری در حوزه زمان یا تقسیم بر فرکانس در حوزه فرکانس است. معمولاً، انتگرال‌گیری تبدیل می‌کند شتاب (اندازه‌گیری شده توسط accelerometers) به سرعت, یا سرعت به جابجایی. از آنجایی که شتاب، سرعت و جابجایی از طریق حساب دیفرانسیل و انتگرال به هم مرتبط هستند (سرعت = ∫شتاب dt؛ جابجایی = ∫سرعت dt)، انتگرال‌گیری امکان بیان ارتعاش را در مناسب‌ترین پارامتر برای کاربرد و محدوده فرکانس فراهم می‌کند.

ادغام ضروری است زیرا پارامترهای مختلف ارتعاش برای اهداف مختلف بهینه هستند: شتاب برای تحلیل فرکانس بالا (عیوب یاتاقان)، سرعت برای شرایط عمومی ماشین‌آلات (استانداردهای ISO) و جابجایی برای تجهیزات کم‌سرعت و ارزیابی فاصله.

روابط ریاضی

ادغام حوزه زمان

  • سرعت از شتاب: v(t) = ∫ a(t) dt
  • جابجایی از سرعت: d(t) = ∫ v(t) dt
  • جابجایی ناشی از شتاب: d(t) = ∫∫ a(t) dt dt (انتگرال دوگانه)

ادغام دامنه فرکانس

ساده‌تر در حوزه فرکانس:

  • سرعت از شتاب: V(f) = A(f) / (2πf)
  • جابجایی از سرعت: D(f) = V(f) / (2πf)
  • نتیجه: تقسیم بر فرکانس، بنابراین فرکانس‌های پایین تقویت و فرکانس‌های بالا کاهش می‌یابند

چرا ادغام مورد نیاز است

محدودیت‌های حسگر

  • شتاب‌سنج‌ها پرکاربردترین و رایج‌ترین حسگرها هستند
  • اما شتاب همیشه بهترین پارامتر برای تحلیل نیست
  • ادغام امکان استفاده از شتاب‌سنج را برای همه انواع پارامترها فراهم می‌کند
  • مقرون به صرفه تر از انواع مختلف سنسور

انتخاب پارامتر بر اساس فرکانس

  • فرکانس بالا (>1000 هرتز): بهترین شتاب (عیوب یاتاقان)
  • فرکانس متوسط (۱۰-۱۰۰۰ هرتز): بهترین سرعت (ماشین‌آلات عمومی، استانداردهای ISO)
  • فرکانس پایین (<10 هرتز): بهترین جابجایی (تجهیزات کم سرعت، فاصله از سطح زمین)
  • ادغام: فعال‌سازی استفاده از پارامتر بهینه برای هر محدوده فرکانسی

الزامات استاندارد

  • ISO 20816 سرعت RMS را مشخص می‌کند
  • اگر شتاب را اندازه‌گیری می‌کنید، باید از سرعت انتگرال بگیرید
  • اندازه‌گیری‌های پروب مجاورتی در جابجایی باید برای مقایسه سرعت تبدیل شوند

چالش‌های ادغام

رانش فرکانس پایین

مشکل اصلی ادغام:

  • هر گونه آفست DC یا قطعه با فرکانس بسیار پایین
  • انتگرال‌گیری، فرکانس‌های پایین را تقویت می‌کند (تقسیم بر اعداد کوچک)
  • خطاهای فرکانس پایین بزرگی ایجاد می‌کند
  • سیگنال از مقیاس خارج می‌شود
  • راه حل: فیلتر بالاگذر قبل از ادغام (معمولاً قطع ۲-۱۰ هرتز)

تقویت نویز

  • انتگرال‌گیری به صورت ۱/f انجام می‌شود (فرکانس‌های پایین را تقویت می‌کند)
  • نویز فرکانس پایین بیشتر از سیگنال تقویت می‌شود
  • می‌تواند نسبت سیگنال به نویز را کاهش دهد
  • راه حل: فیلتر کردن نویز قبل از ادغام

خطاهای ترکیب انتگرال دوگانه

  • شتاب تا جابجایی نیاز به انتگرال گیری مضاعف دارد
  • خطاها چند برابر می‌شوند
  • بسیار حساس به آفست DC و نویز فرکانس پایین
  • فیلترینگ بالاگذر قوی و ضروری (معمولاً 10-20 هرتز)

روش ادغام مناسب

ادغام تکی (شتاب به سرعت)

  1. دریافت سیگنال: جمع‌آوری داده‌های شتاب با نرخ نمونه‌برداری کافی
  2. حذف DC: هرگونه آفست DC را حذف کنید
  3. فیلتر بالاگذر: برای حذف رانش، HPF را با سرعت ۲ تا ۱۰ هرتز اعمال کنید.
  4. ادغام: انجام انتگرال‌گیری (تقسیم بر 2πf در حوزه فرکانس)
  5. تأیید کنید: نتیجه را برای مقادیر معقول و بدون رانش بررسی کنید

انتگرال‌گیری دوگانه (شتاب به جابجایی)

  1. HPF تهاجمی: قطع ۱۰-۲۰ هرتز (بالاتر از حالت یکپارچه)
  2. ادغام اول: شتاب → سرعت
  3. تأیید واسط: نتیجه سرعت را بررسی کنید
  4. ادغام دوم: سرعت → جابجایی
  5. تأیید نهایی: تأیید جابجایی معقول

حوزه فرکانس در مقابل حوزه زمان

ادغام دامنه فرکانس (ترجیحی)

  • روش: تبدیل سریع فوریه (FFT) → تقسیم بر 2πf → تبدیل سریع فوریه معکوس
  • مزایا: سرراست، بدون خطای تجمعی، اعمال آسان فیلترینگ
  • پیاده‌سازی: استاندارد در آنالایزرهای مدرن
  • نتیجه: ادغام تمیز و دقیق

ادغام حوزه زمان

  • روش: انتگرال‌گیری عددی (قاعده ذوزنقه‌ای، قاعده سیمپسون)
  • چالش‌ها: خطاهای تجمعی، رانش، فیلترینگ پیچیده‌تر
  • استفاده: وقتی حوزه فرکانس عملی نیست

کاربردهای عملی

انطباق با استانداردها

  • تبدیل مقادیر شتاب‌سنج به سرعت برای مقایسه با استاندارد ISO 20816
  • تبدیل جابجایی پروب مجاورتی به سرعت
  • مقایسه‌ی مداوم بین انواع حسگرها را تضمین می‌کند

ماشین آلات کم سرعت

  • در سرعت‌های پایین (<500 دور در دقیقه)، شتاب و سرعت کوچک می‌شوند
  • جابجایی معنادارتر است
  • برای تحلیل، شتاب را با جابجایی ادغام کنید

تحلیل چند پارامتری

  • مشاهده ارتعاش مشابه با شتاب، سرعت و جابجایی
  • هر پارامتر بر محدوده‌های فرکانسی متفاوتی تأکید دارد
  • درک جامع از ویژگی‌های ارتعاشی

اشتباهات رایج

ادغام بدون فیلتر

  • نتایج در رانش و خطاها
  • مقادیر جابجایی غیرقابل استفاده
  • همیشه قبل از انتگرال‌گیری، فیلتر بالاگذر را اعمال کنید

فرکانس قطع اشتباه

  • خیلی کم: مشکلات رانش
  • خیلی بالا: فرکانس‌های پایین معتبر حذف شدند
  • باید بین جلوگیری از انحراف سیگنال و حفظ سیگنال تعادل برقرار کرد

مقایسه پارامترهای مختلط

  • شتاب را مستقیماً با سرعت مقایسه نکنید
  • قبل از مقایسه به پارامتر یکسان تبدیل کنید
  • محتوای فرکانسی بر اینکه کدام پارامتر مقادیر بالاتری را نشان می‌دهد، تأثیر می‌گذارد.

انتگرال‌گیری یک عملیات اساسی پردازش سیگنال در تحلیل ارتعاشات است که تبدیل بین اندازه‌گیری‌های شتاب، سرعت و جابجایی را امکان‌پذیر می‌سازد. تکنیک انتگرال‌گیری مناسب - شامل فیلتر بالاگذر مناسب برای جلوگیری از رانش و درک پیاده‌سازی حوزه فرکانس - برای تبدیل دقیق پارامترهای ارتعاش، رعایت استانداردها و تحلیل جامع چند پارامتری از وضعیت ماشین‌آلات ضروری است.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories: واژه‌نامهتشخیص ارتعاش
واتساپ