Auto-Spectrumin ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on autospektri?
Auto-spektri (kutsutaan myös autospektriksi, tehospektriksi tai yksinkertaisesti spektriksi) on yksittäisen aallon taajuusalueen esitys tärinä signaali, joka näyttää värähtelyenergian jakautumisen tai amplitudi taajuuden funktiona. Se lasketaan ottamalla Nopea Fourier-muunnos (FFT) signaalista ja näyttää kunkin taajuuskomponentin suuruuden. Termi "autospektri" erottaa sen ristispektristä (joka yhdistää kaksi eri signaalia) ja korostaa, että se on signaalin spektri itsensä kanssa.
Käytännössä autospektri on se, mitä useimmat ihmiset kutsuvat yksinkertaisesti "spektriksi" tai "FFT-spektriksi" – se on värähtelyanalysaattoreiden vakiotaajuusanalyysinäyttö, joka näyttää huippuja epätasapaino, laakerivikataajuudet, hammaspyörästö ja muut diagnostiset komponentit. Ymmärrys siitä, että kyseessä on teknisesti autospektri, on tärkeä työskenneltäessä monikanavaisen analyysin kanssa, jossa ristispektrit ja muut korrelaatiofunktiot tulevat mukaan kuvaan.
Matemaattinen perusta
Laskentamenetelmät
Suora FFT
- Laske aikasignaalin FFT
- Laske kunkin kompleksisen FFT-komponentin suuruus
- Näytä suuruus vs. taajuus
- Yleisin ja suoraviivaisin
Autokorrelaation kautta
- Laske signaalin autokorrelaatiofunktio
- Ota autokorrelaation FFT-funktio
- Tuloksena on auto-spektri (Wiener-Khinchin lause)
- Matemaattisesti vastaava, mutta laskennallisesti eri reitti
Keskiarvoistaminen
- Useita peräkkäisistä aikatallenteista laskettuja autospektrejä
- Keskiarvoistettu yhteen kohinan vähentämiseksi ja tilastollisen luotettavuuden parantamiseksi
- Tyypillinen: 4–16 keskiarvoa konediagnostiikassa
- Lisää satunnaisten värähtelyjen keskiarvoja (50–100+)
Ominaisuudet ja ominaisuudet
Reaaliarvoinen
- Autospektri on aina reaalinen (ei imaginaarista osaa)
- Edustaa vain suuruutta, ei vaihe tiedot
- Vaihehäviö suuruuslaskelmassa
- Riittää useimpiin yhden pisteen diagnostiikoihin
Aina positiivinen
- Arvot aina ≥ 0 (suuruus neliössä tai suuruus)
- Ei voi olla negatiivisia spektriarvoja
- Edustaa energiaa tai voimaa (luonnostaan positiivinen)
Symmetrinen (oikealle signaalille)
- Nyquist-taajuuden ympärillä symmetrisen todellisen signaalin automaattinen spektri
- Negatiiviset taajuudet heijastavat positiivisia taajuuksia
- Vain positiiviset taajuudet näytetään (sisältävät kaikki tiedot)
Auto-Spectrum konediagnostiikassa
Vakiodiagnostiikkanäyttö
- Mitä teknikot kutsuvat "spektriksi" tai "FFT:ksi"“
- Näyttää kaikki värähtelytaajuuskomponentit
- Huiput tunnistettu ja sovitettu vikatyyppeihin
- Ensisijainen työkalu vianmääritykseen
Tyypilliset ominaisuudet
- 1× Huippu: Epätasapaino tai muut 1× lähteet
- 2× Huippu: Väärä linjaus tai löysyys
- Laakeritaajuudet: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Vaihdeverkko: Hampaiden tarttumistiheys
- Sähkö: 2 × linjataajuus (120/100 Hz)
- Melutaso: Satunnaisen värähtelyn ja kohinan taustataso
Auto-Spectrum vs. Cross-Spectrum
Auto-Spectrum (yksikanavainen)
- Yhden signaalin spektri
- Näyttää taajuussisällön
- Ei vaihetietoja
- Riittää useimpiin diagnostiikoihin
- Standardi yksikanavainen FFT
Ristispektri (kaksi kanavaa)
- Kahden signaalin välinen suhde
- Näyttää yleisen taajuuden sisällön
- Sisältää vaihesuhteen
- Käytetään siirtofunktioanalyysissä, koherenssissa
- Vaatii kaksi synkronoitua kanavaa
Auto-Spectran keskiarvoistus
Lineaarinen keskiarvoistus
- Useiden autospektrien aritmeettinen keskiarvo
- Vähentää satunnaista kohinan vaihtelua
- Parantaa todellisen spektrin arviota
- Koneanalyysin standardi
Eksponentiaalinen keskiarvo
- Painotettu keskiarvo, joka antaa enemmän painoarvoa viimeaikaisille spektreille
- Hyödyllinen muuttuvien olosuhteiden seuraamiseen
- Reaaliaikaiset valvontasovellukset
Huippupito (maksimispektri)
- Jokainen taajuusalue sisältää maksimiarvon
- Kaappaa transienttikomponentit
- Hyödyllinen käynnistys-/sammutusanalyysiin
Näyttömuodot
Lineaarinen asteikko
- Y-akseli lineaarinen (mm/s, m/s² jne.)
- Helppo lukea absoluuttisia arvoja
- Pienet piikit voivat olla näkymättömiä, jos läsnä on suuria piikkejä
- Yleinen rutiinianalyysissä
Logaritminen asteikko (dB)
- Y-akseli desibeleinä (20 log(amplitudi/referenssi))
- Laaja dynaaminen alue näkyvissä
- Sekä pienet että suuret huiput näkyvät
- Yhteistä tutkimukselle ja yksityiskohtaiselle analyysille
Taajuusakseli
- Lineaarinen: Tasainen Hz-väli, koneille standardi
- Logaritminen: Tasainen oktaaviväli, hyödyllinen laajoilla taajuusalueilla
Laadun indikaattorit
Spektrilaatu
- Puhdas spektri: Selkeät piikit, matala melutaso
- Meluisa spektri: Korkea tausta, epäselvät huiput
- Keskiarvo: Parantaa laatua vähentämällä kohinaa
- Päätöslauselma: Riittää erottamaan lähekkäiset piikit
Ylikuormituksen ilmaisimet
- Tarkista signaalin ylikuormitus hankinnan aikana
- Ylikuormitus luo vääriä spektrikomponentteja
- Säädä tulovahvistusta, jos esiintyy ylikuormitusta
Autospektri on värähtelydiagnostiikan perustavanlaatuinen taajuusanalyysityökalu. Se edustaa yksikanavaista FFT:tä, jota teknikot käyttävät päivittäin viantunnistukseen ja kunnonarviointiin. Ymmärrys siitä, että "spektri" on teknisesti autospektri ja miten se liittyy ristispektreihin ja muihin spektrianalyysitekniikoihin, luo perustan edistyneelle monikanavaiselle analyysille ja kattavalle konediagnostiikalle.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 