درک دمدولاسیون (تحلیل پوششی)

تعریف: دمدولاسیون چیست؟

در زمینه تحلیل ارتعاشات، دمدولاسیون یک تکنیک پردازش سیگنال قدرتمند است که برای تشخیص ضربات تکراری و با فرکانس پایین که در سیگنال ارتعاش فرکانس بالای یک دستگاه "پنهان" هستند، استفاده می‌شود. این فرآیند اصلی پشت اصطلاح رایج‌تر "ضربه‌زدن" است. تحلیل پوششیاین دو اصطلاح اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.

این تکنیک با جداسازی یک باند ارتعاش با فرکانس بالا، که به عنوان یک سیگنال «حامل» عمل می‌کند، و سپس استخراج «پوشش» آن سیگنال، کار می‌کند. این پوشش، الگوهای فرکانس پایینِ نهفته در ضربات تکرارشونده، مانند آن‌هایی که توسط عیوب میکروسکوپی در یاتاقان‌ها یا چرخ‌دنده‌ها ایجاد می‌شوند، را آشکار می‌کند.

فرآیند دمدولاسیون

دمدولاسیون شامل یک فرآیند سه مرحله‌ای است:

1. فیلتر میان‌گذر: ابتدا، سیگنال خام ارتعاش از یک فیلتر میان‌گذر فرکانس بالا عبور داده می‌شود. این فیلتر، ارتعاشات قوی و فرکانس پایین (مانند عدم تعادل و ناهم‌ترازی) را حذف می‌کند و فقط روی ناحیه‌ای با فرکانس بالا تمرکز می‌کند که در آن امواج تنش ناشی از برخورد یاتاقان یا چرخ‌دنده، رزونانس‌های ساختاری را تحریک می‌کنند.
2. اصلاح: سیگنال فرکانس بالای فیلتر شده سپس یکسو می‌شود. این فرآیند بخش منفی شکل موج را به مثبت تبدیل می‌کند و اساساً سیگنالی ایجاد می‌کند که دامنه مطلق را نشان می‌دهد.
3. فیلتر پایین گذر (پوششی): در نهایت، این سیگنال یکسو شده از یک فیلتر پایین گذر عبور داده می‌شود. این فیلتر، سیگنال «حامل» رزونانس فرکانس بالا را صاف می‌کند و تنها «پوشش» فرکانس پایین را که قله‌های سیگنال یکسو شده را دنبال می‌کند، باقی می‌گذارد. این سیگنال پوششی حاصل، مستقیماً نشان‌دهنده نرخ تکرار ضربات اساسی است.

سپس یک تبدیل فوریه سریع (FFT) روی این سیگنال نهایی پوش انجام می‌شود. طیف حاصل، که طیف پوش یا طیف دمدوله شده نامیده می‌شود، پیک‌های واضحی را در فرکانس‌های دقیق خطای اجزای یاتاقان یا چرخ‌دنده نشان می‌دهد.

چرا دمدولاسیون بسیار مؤثر است؟

دمدولاسیون به دلیل نحوه برخورد با سیگنال‌های ضربه، یکی از مهم‌ترین تکنیک‌ها برای تشخیص زودهنگام خطا است.

• هشدار اولیه: وقتی یک قطعه کوچک روی حلقه یاتاقان توسط یک عنصر غلتشی برخورد می‌کند، ضربه‌ای کوچک و کم‌انرژی ایجاد می‌کند. این ضربه باعث ایجاد یک انفجار بسیار کوتاه و با فرکانس بالا می‌شود، زیرا سازه ماشین در فرکانس‌های طبیعی خود "زنگ می‌زند".
• جداسازی سیگنال از نویز: در یک طیف FFT معمولی، مقدار ناچیز انرژی حاصل از این برخوردهای اولیه کاملاً توسط انرژی عظیم ناشی از ارتعاشات فرکانس پایین مانند ... مدفون می‌شود. عدم تعادل.
• تمرکز بر نرخ تکرار: دمدولاسیون سیگنال‌های قدرتمند فرکانس پایین را نادیده می‌گیرد. این روش بر روی «زنگ زدن» فرکانس بالا و از همه مهم‌تر، *نرخ تکرار* آن زنگ زدن تمرکز می‌کند. این نرخ تکرار است که مستقیماً با فرکانس‌های خطای یاتاقان یا چرخ‌دنده (مثلاً BPFO، BPFI، BSF، GMF) مطابقت دارد.

کاربردها

کاربردهای اصلی دمدولاسیون عبارتند از:

• تحلیل یاتاقان غلتشی: این روش قطعی برای تشخیص و شناسایی عیب در بلبرینگ‌ها و رولبرینگ‌ها است و اغلب ماه‌ها قبل از بحرانی شدن عیب، هشدار می‌دهد.
• تحلیل گیربکس: این روش در تشخیص مشکلاتی مانند ترک خوردگی یا شکستگی دندانه‌های چرخ‌دنده بسیار مؤثر است، که یک سیگنال ضربه واضح با سرعت چرخش ۱ برابر چرخ‌دنده در طیف دمدوله شده ایجاد می‌کند.
• سایر رویدادهای تأثیرگذار: همچنین می‌توان از آن برای تشخیص سایر پدیده‌های ضربه‌ای تکراری، مانند باز و بسته شدن تله‌های بخار یا مشکلات زمان‌بندی سوپاپ‌های موتور رفت و برگشتی استفاده کرد.

← بازگشت به فهرست اصلی