Seurantasuodattimien ymmärtäminen
Määritelmä: Mikä on seurantasuodatin?
Seurantasuodatin (kutsutaan myös järjestyksenseurantasuodattimeksi tai synkroniseksi suodattimeksi) on kapea kaistanpäästösuodatin värähtelyanalyysi instrumentit, jotka säätävät automaattisesti keskitaajuuttaan seuraamaan koneen pyörimisnopeuden monikertaa. Esimerkiksi "1× seurantasuodatin" seuraa jatkuvasti käyntinopeuden taajuutta, suodattaa pois kaikki muut taajuudet ja päästää läpi vain peruskomponentin 1×. Vastaavasti 2× ja 3× seurantasuodattimet seuraavat kaksin- ja kolminkertaista käyntinopeutta.
Seurantasuodattimet ovat olennaisia työkaluja muuttuvanopeuksisten laitteiden, käynnistys-/rullausvaihteluiden transienttien analysointiin ja tiettyjen järjestyskomponenttien eristämiseen tilausanalyysi. Ne mahdollistavat mittaamisen amplitudi ja vaihe synkronisista komponenteista jopa koneen nopeuden muuttuessa.
Seurantasuodattimien toimintaperiaate
Perusperiaate
- Nopeusviite: Takometri tai avainvaihe tarjoaa kerran kierrosta kohden tapahtuvan pulssin
- Taajuuslaskenta: Mittari laskee hetkellisen pyörimistaajuuden kierroslukumittarista
- Kertolasku järjestyksessä: Kertoo pyörimistaajuuden järjestysnumerolla (1, 2, 3 jne.)
- Suodattimen keskitys: Kapea kaistanpäästösuodatin keskitetty lasketulle taajuudelle
- Jatkuva säätö: Nopeuden muuttuessa suodattimen taajuus seuraa jatkuvasti
- Lähtö: Suodatettu signaali, joka sisältää vain valitun tilauskomponentin
Suodattimen ominaisuudet
- Kaistanleveys: Tyypillisesti ±2-10% keskitaajuudesta
- Ahtaus: Hylkää lähellä olevat taajuudet tehokkaasti
- Seurantanopeus: Pystyy seuraamaan nopeasti muuttuvia nopeuksia
- Useita suodattimia: Nykyaikaiset laitteet mahdollistavat useiden tilausten samanaikaisen seurannan
Sovellukset
1. Käynnistys- ja rullausanalyysi
Seurantasuodattimien ensisijainen sovellus:
- Seuraa 1× amplitudia ja vaihetta nopeuden suhteena transienttien aikana
- Luo Bode-kuvaajat (amplitudi ja vaihe vs. nopeus)
- Tunnistaa kriittiset nopeudet amplitudihuipuista
- Mitata vaimennus resonanssipiikin leveydestä
- Seuraa 2×, 3× samanaikaisesti useiden tilojen tunnistamiseksi
2. Muuttuvanopeuksisten laitteiden analyysi
- Säilytä järjestysperusteiset mittaukset nopeusvaihteluista huolimatta
- VFD-käyttöiset moottorit, joiden nopeus vaihtelee jatkuvasti
- Tuuliturbiinit, joiden tuulennopeus vaihtelee
- Prosessilaitteet, joissa on kuormituksesta riippuvia nopeudenmuutoksia
- Mahdollistaa johdonmukaisen trendin seurannan nopeuden vaihteluista riippumatta
3. Tasapainottaminen
- Kappaleen 1× komponentti aikana tasapainottaminen menettely
- Suodata pois ei-1×-komponentit selkeämmän mittauksen saavuttamiseksi
- Vaiheen mittaus vain 1× taajuudella
- Parantaa tarkkuutta hylkäämällä muut tärinälähteet
4. Tilauskohtainen analyysi
- Eristä tietyt tilaukset yksityiskohtaista tutkimusta varten
- Esimerkki: Seuraa linjausvirheen etenemistä seuraamalla 2×
- Seuraa siipien ohitusjärjestystä puhaltimissa/pumpuissa
- Erilliset päällekkäiset taajuuskomponentit
Seurantasuodattimien edut
Nopeusriippumattomuus
- Mittaukset ovat merkityksellisiä nopeusvaihteluista riippumatta
- Vertaile eri nopeuksilla saatuja tietoja samalla perusteella (tilaukset)
- Välttämätön laitteille, joilla ei ole vakionopeutta
Komponenttien eristäminen
- Erottaa tietyn järjestyksen kaikista muista taajuuksista
- Puhtaammat signaalit kuin täyden spektrin FFT:llä
- Parempi signaali-kohinasuhde tilauskomponenteille
- Mahdollistaa tarkan amplitudin ja vaiheen mittauksen
Transienttianalyysi
- Seuraa komponentteja nopeusmuutosten kautta
- Jatkuva mittaus kiihdytyksen/hidastuvuuden aikana
- Ei tarvetta vakiotilaolosuhteille
- Paljastaa nopeudesta riippuvan käyttäytymisen
Rajoitukset ja huomioitavat seikat
Vaatii kierroslukumittarin
- Tarkka nopeusviite on välttämätön
- Kierroslukumittarin signaalin laatu vaikuttaa suodattimen suorituskykyyn
- Ei voida käyttää laitteissa, joissa ei ole nopeusreferenssiä
- Kerran kierrosta kohti tapahtuvan pulssin on oltava luotettava
Seuraa vain synkronisia komponentteja
- Epäsynkronisia vikoja ei havaittu (useimmat laakeriviat)
- Sähkötaajuuksia ei seurata
- Satunnainen tärinä suodatettu pois
- Täydellisen diagnoosin saamiseksi on käytettävä täydentäviä analyysejä
Suodattimen kaistanleveyden kompromissit
- Rajaa suodatinta: Parempi vierekkäisten taajuuksien hylkäys, mutta hitaampi reagointi nopeuden muutoksiin
- Laaja suodatin: Nopeampi seuranta, mutta saattaa sisältää lähellä olevia komponentteja
- Optimaalinen: Tyypillisesti 5-10% kaistanleveys useimmille sovelluksille
Seurantasuodatin vs. FFT
| Ominaisuus | FFT-analyysi | Seurantasuodatin |
|---|---|---|
| Nopeusvaatimus | Toimii millä tahansa nopeudella | Vaatii kierroslukumittarin |
| Nopeuden vaihtelu | Vaatii tasaista nopeutta | Käsittelee vaihtelevaa nopeutta |
| Tiedot | Täysi spektri, kaikki taajuudet | Vain yksittäistilaus |
| Epäsynkroniset viat | Havaitsee kaikki viat | Epäsynkroniset epäonnistumiset |
| Transienttianalyysi | Vaikea | Erinomainen |
| Paras | Yleinen diagnostiikka, vakaa tila | Kriittisen nopeuden analyysi, muuttuva nopeus |
Nykyaikaiset toteutukset
Digitaaliset seurantasuodattimet
- Ohjelmistopohjaiset suodattimet nykyaikaisissa analysaattoreissa
- Useita samanaikaisia tilauksia (1×, 2×, 3× samanaikaisesti)
- Säädettävä kaistanleveys
- Reaaliaikainen näyttö transienttien aikana
Tilausanalyysin integrointi
- Seurantasuodattimet kattavan tilausanalyysin perustana
- Koko kertalukuspektri uutettu (kaikki kertaukset samanaikaisesti)
- Värikartat, jotka näyttävät järjestyksen ja nopeuden
- Automaattinen kriittisen nopeuden tunnistus tilausten seurantatiedoista
Seurantasuodattimet ovat erikoistuneita mutta tehokkaita työkaluja värähtelyanalyysissä, erityisesti roottorin dynamiikan ja muuttuvanopeuksisten laitteiden analysoinnissa. Säilyttämällä keskittymisen tiettyihin käskyihin nopeuden muutoksista huolimatta seurantasuodattimet mahdollistavat transienttianalyysin ja nopeudesta riippumattoman komponenttien valvonnan, mikä olisi mahdotonta tavanomaisilla FFT-tekniikoilla. Siksi ne ovat välttämättömiä kriittisen nopeuden tunnistamisessa ja edistyneessä konediagnostiikassa.
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 