Signaalisuodatuksen ymmärtäminen

1. Määritelmä: Mitä signaalin suodatus on?

Signaalin suodatus on ratkaiseva signaalinkäsittelytekniikka, jota käytetään värähtelyanalyysi poistaakseen ei-toivottuja taajuuskomponentteja signaalista tai eristääkseen tiettyjä kiinnostuksen kohteena olevia taajuuksia. Suodatin on pohjimmiltaan elektroninen piiri tai ohjelmistoalgoritmi, joka sallii tiettyjen taajuuksien "läpi" samalla kun se estää tai vaimentaa muita.

Suodatustekniikkaa käytetään laajasti digitaalisissa sovelluksissa. värähtelyanalysaattorit varmistaakseen, että analysoitavat tiedot ovat puhtaita, tarkkoja ja relevantteja käsillä olevan diagnostiikkatehtävän kannalta.

2. Yleisiä suodattimia värähtelyanalyysissä

Signaalinkäsittelyssä käytetään neljää perustyyppiä suodattimia:

1. Alipäästösuodin: Päästää läpi matalat taajuudet, mutta estää korkeat taajuudet. Taajuutta, jolla signaali alkaa vaimentua, kutsutaan "rajataajuudeksi".
2. Ylipäästösuodin: Alipäästösuodattimen vastakohta. Se päästää läpi korkeat taajuudet, mutta estää matalat taajuudet.
3. Kaistanpäästösuodatin: Sallii tietyn kaistan tai taajuusalueen läpikulun estäen samalla sekä alemmat että korkeammat taajuudet.
4. Kaistanestosuodatin (tai lovisuodatin): Kaistanpäästösuodattimen vastakohta. Se estää tietyn taajuuskaistan ja päästää kaikki muut läpi.

3. Suodatuksen keskeiset sovellukset

Suodattimia käytetään useilla kriittisillä tavoilla värähtelyanalysaattorissa:

a) Reunanpehmennyssuodattimet

Tämä on luultavasti suodatuksen tärkein sovellus. anti-aliasing-suodatin on jyrkkä alipäästösuodin, jota käytetään analogiseen signaaliin *ennen* sen digitointia. Sen tarkoituksena on poistaa kaikki taajuussisältö, joka on korkeampi kuin käyttäjän valitsema maksimitaajuus (Fmax) mittauksessaan.

Tämä on välttämätöntä estääkseen aliasointi, vakava digitaalisen signaalinkäsittelyn virhe, jossa korkeat taajuudet "taittuvat alas" ja naamioituvat mataliksi taajuuksiksi, mikä johtaa täysin virheelliseen spektriReunanpehmennyssuodatin on kriittinen komponentti, joka varmistaa kaikkien digitaalisten värähtelytietojen eheyden.

b) Integrointi ja eriyttäminen

Tärinä mitataan seuraavasti kiihtyvyys, nopeus, tai siirtymäVaikka kiihtyvyysanturi on yleisin anturi, ja analyytikko haluaa usein tarkastella dataa nopeuden suhteen. Tätä varten analysaattorin on integroitava kiihtyvyyssignaali. Tämä integrointiprosessi voi voimakkaasti vahvistaa erittäin matalataajuista kohinaa (jota joskus kutsutaan "rinneefektiksi"). Ylipäästösuodatinta käytetään tämän kohinan poistamiseen ennen integrointia, jotta saadaan puhdas ja käyttökelpoinen nopeus- tai siirtymäspektri.

c) Kirjekuorianalyysi (Demodulointi)

Kirjekuorianalyysi, ensisijainen havaitsemistekniikka laakeriviat, perustuu vahvasti suodatukseen. Prosessi sisältää seuraavat:

1. Käyttämällä kaistanpäästösuodatin eristääkseen korkeataajuuskaistan, jolla laakerin törmäyssignaalit ovat läsnä.
2. Tämän suodatetun signaalin käsittely iskujen toistotaajuuden ("verhokäyrän") selvittämiseksi.
3. Tämän verhokäyräsignaalin spektrin analysointi laakerivikataajuuksien tunnistamiseksi.

Kaistanpäästösuodatin on ratkaisevan tärkeä korkeaenergisten, matalataajuisten signaalien (kuten epäsymmetrian) poistamiseksi, jotka muuten peittäisivät matalaenergiset laakerivikasignaalit.

d) Diagnostinen suodatus

Analyytikot voivat myös käyttää digitaalisia suodattimia datan keräämisen jälkeen diagnoosin helpottamiseksi. He voivat esimerkiksi käyttää kaistanpäästösuodatinta eristämään värähtelyn tietyn hammaspyöräkytkentätaajuuden ympäriltä saadakseen selkeämmän kuvan. sivunauhat.

← Takaisin päähakemistoon