Comprendre les filtres coupe-bande
Équilibreur portable et analyseur de vibrations Balanset-1A
Le Balanset-1A est un analyseur de vibrations et équilibreuse portable alimenté par USB, pour l'équilibrage sur un ou deux plans de rotors dans leurs propres paliers. Le Kit complet comprend l'unité d'interface, deux capteurs de vibration, un tachymètre laser optique, du ruban réfléchissant, le logiciel d'équilibrage Windows sur une clé USB, un support magnétique, une balance numérique et une mallette de transport. Nécessite un ordinateur Windows compatible avec un port USB libre ; ordinateur …
Capteur de vibration
Capteur de vibrations pour appareils d'équilibrage Balanset, basé sur l'accéléromètre ADXL335. Livré de série avec un câble de 5 m pour la mesure des vibrations lors de l'équilibrage et de l'analyse des rotors. Un câble de 10 m est disponible en option.
Capteur optique (tachymètre laser)
Capteur laser optique pour les appareils d'équilibrage Balanset, basé sur le tachymètre modifié HS2234. Mesure la vitesse de rotation sans contact à l'aide d'une marque réfléchissante sur le rotor. Fourni avec un câble de 5 m en standard ; une option de câble de 10 m est disponible.
Balanset-4
Le Balanset-4 est un analyseur de vibrations et système d'équilibrage à quatre voies pour correction sur un à quatre plans. Conçu pour les arbres de cardan et les rotors supportés sur quatre paliers, il peut également servir de système de mesure pour une machine d'équilibrage. Le kit comprend quatre capteurs de vibration, un tachymètre laser optique, une interface USB, un logiciel, un support magnétique, une balance et une mallette de transport.
Support magnétique Insize-60-kgf
Support magnétique réglable pour positionner le capteur laser de vitesse de rotation dans les kits d'équilibrage Balanset. La base magnétique commutable offre jusqu'à 60 kgf de force de maintien sur les surfaces ferromagnétiques adaptées. Des bras et articulations réglables permettent d'aligner le capteur avec la marque réfléchissante sur le rotor.
Bande réfléchissante
Ruban réfléchissant argenté autocollant pour le tachymètre laser optique des kits d'équilibrage Balanset. Appliquez un petit morceau sur le rotor pour créer une marque de référence réfléchissante pour la mesure de la vitesse de rotation. Fourni en longueur de 1 m pour plusieurs installations.
Équilibreur dynamique "Balanset-1A" OEM
Le Balanset-1A OEM est le kit de mesure de base pour l'équilibrage de rotors sur un ou deux plans et l'analyse des vibrations. Il comprend l'unité d'interface USB, deux capteurs de vibration, un tachymètre laser optique, du ruban réfléchissant et le logiciel d'équilibrage Windows sur une clé USB. Par rapport au Kit complet, le support magnétique, la balance numérique et la mallette de transport ne sont pas inclus. Nécessite un ordinateur Windows compatible avec …
A filtre coupe-bande — également appelé filtre coupe-bande, filtre de réjection de bande ou piège de fréquence — est un élément de traitement du signal sélectif en fréquence qui atténue fortement les composantes de vibrations situées dans une bande de fréquences étroite, tout en laissant passer pratiquement sans modification tout ce qui se trouve en dehors de cette bande. C'est exactement le contraire d'un filtre passe-bande: plutôt que de laisser passer une bande et d'en bloquer les autres, il bloque une bande et laisse passer les autres. Dans la boîte à outils de filtrage du signal, l'encoche est l'instrument chirurgical.
En analyse des vibrations, les filtres coupe-bande éliminent les interférences dominantes telles que le bruit électrique à 50/60 Hz et atténuent une composante vibratoire très importante (un très grand 1× déséquilibre qui masque tout le reste), ou atténuent une résonance qui occulte des détails diagnostiques. En effet, elles permettent à l'analyste de « voir au-delà » d'une fréquence dominante afin de révéler des composantes plus faibles mais importantes sur le plan diagnostique qui se cachent sous celle-ci dans le spectre.
1. Caractéristiques du filtre
Fréquence centrale (encoche)
- La fréquence d'atténuation maximale — celle qui est « coupée ».
- Adapté à une interférence spécifique ou à une fréquence indésirable
- L'atténuation est généralement comprise entre 40 et 60 dB au centre.
Largeur de bande du filtre coupe-bande
- Encoche étroite : filtre une gamme de fréquences très restreinte (Q élevé).
- Bande large : rejette une bande de fréquences plus large (faible Q).
- Facteur Q : fréquence centrale divisée par la largeur de bande.
- Typique: Q = 10–50 pour les applications de vibration.
Profondeur d'atténuation
- Dans quelle mesure la fréquence d'encoche est réduite.
- Généralement entre 40 et 60 dB, ce qui correspond à une réduction de 100 à 1 000 fois.
- Les filtres d'ordre supérieur permettent d'obtenir des creux plus marqués.
- Lorsque la conception est bien pensée, les fréquences adjacentes ne sont que très peu affectées.
2. Applications courantes
Suppression des interférences électriques
L'élimination des parasites sur le réseau électrique est l'application classique :
- Encoche 60 Hz : élimine les interférences électriques à 60 Hz en Amérique du Nord.
- Encoche 50 Hz : élimine les interférences à 50 Hz en Europe et en Asie.
- Harmoniques : Encoches supplémentaires à 120/180/240 Hz ou 100/150/200 Hz
- Avantage : un spectre plus net qui met en évidence les vibrations mécaniques sous-jacentes.
- Attention : Ne l'utilisez pas si la fréquence double de la ligne (120 ou 100 Hz) a une valeur diagnostique — cette bande est un indicateur clé de défauts électriques dans les moteurs.
Suppression des composantes dominantes
- Déséquilibre grave : éliminez par filtrage une 1× dominante pour mettre à nu les autres composants.
- Engrènement à grande vitesse : éliminer une fréquence d'engrènement dominante pour révéler les fréquences des roulements.
- Une forte résonance : supprimer une résonance structurelle pour voir l'excitation qui la sous-tend.
- Objectif : révéler des informations de diagnostic masquées.
Élimination de la résonance du capteur
- Supprimer les artefacts de résonance de montage du capteur.
- Réglez l'encoche à la fréquence de résonance du support, qui varie en fonction du type de fixation.
- Garantit que la mesure reflète l'état de la machine, et non celui du capteur.
Éviter les artefacts d'aliasing
- Éliminez une fréquence spécifique avant de procéder au sous-échantillonnage.
- Empêche cet aliasing d'une composante forte connue.
- Complète l'anticrénelage filtre passe-bas plutôt que de le remplacer.
3. Considérations relatives à la conception
Encoche étroite (Q élevé)
- Avantage: ablation chirurgicale d'une seule fréquence avec un impact minimal sur les voisins.
- Inconvénient : la fréquence cible doit être connue avec précision et rester stable.
- Exemple: un filtre coupe-bande à 60,0 Hz ± 0,5 Hz pour les interférences électriques.
Encoche large (faible Q)
- Avantage: permet de compenser les variations de fréquence, ce qui rend l'accord moins critique.
- Inconvénient : pourrait affecter les fréquences que vous souhaitiez conserver.
- Exemple: une encoche de 1× ± 5 Hz pour éliminer le déséquilibre qui varie avec la vitesse de rotation et ses fluctuations.
Compromis entre profondeur et largeur
- Les creux plus marqués (supérieurs à 60 dB) nécessitent souvent une bande passante plus large.
- Des encoches très étroites peuvent ne pas permettre une atténuation profonde
- Ajustez le réglage en fonction de l'application.
4. Avantages et limites
Avantages
- Élimine les fréquences parasites dominantes.
- Affiche les éléments de diagnostic masqués.
- Optimise l'utilisation de la gamme dynamique.
- Cela permet à l'analyste de se concentrer sur les signaux moins marqués mais importants.
Limites et précautions
- Supprime les informations : le contenu supprimé est définitivement perdu dans l'enregistrement filtré.
- Peut masquer des problèmes : si la fréquence à encoche avait une valeur diagnostique, le défaut passerait inaperçu.
- Distorsion de phase : les filtres coupe-bande ont une influence considérable sur la phase aux alentours de la fréquence d'encoche.
- Résonance : les creux marqués peuvent générer des artefacts dans le domaine temporel dans la forme d'onde temporelle.
- À utiliser avec précaution : Une approche de ce type devrait venir compléter, et non se substituer, à une analyse sans filtre.
5. Bonnes pratiques
Quand utiliser un filtre coupe-bande
- Des interférences connues, telles que le bruit électrique, faussent les résultats de la mesure.
- Une composante dominante (déséquilibre important) empêche d'exploiter pleinement la plage dynamique.
- Une analyse non filtrée a déjà confirmé que la fréquence en creux n'est pas un critère diagnostique.
- Vous souhaitez mettre en évidence un signal faible afin de l'examiner en détail.
Quand ne pas en utiliser
- Mesures de contrôle de routine — utiliser les données brutes pour une analyse générale diagnostic.
- Lorsque la fréquence à encoche présente un intérêt diagnostique.
- Avant de pouvoir en saisir toute la portée, sans filtre.
- Au lieu de remédier à la source réelle des interférences.
Documentation
- Veillez à toujours indiquer quand un filtre coupe-bande a été utilisé.
- Notez la fréquence et la largeur de bande de l'encoche.
- Conservez les données brutes à titre de référence.
- Notez la raison du filtrage en encoche dans le rapport de diagnostic.
6. Mise en œuvre
Filtres coupe-bande matériels
- Fréquence fixe, généralement de 50 ou 60 Hz.
- Activé et désactivé selon les besoins.
- Un circuit analogique à l'intérieur de l'instrument.
- Fonctionne en temps réel.
Filtres coupe-bande logiciels
- Appliqué aux données numérisées après leur acquisition.
- Fréquence centrale et largeur de bande réglables.
- On peut tester et comparer différents paramètres d'encoche.
- Non destructif — les données d'origine sont conservées.
7. Le filtre coupe-bande dans la pratique sur le terrain
Dans la pratique quotidienne sur le terrain, le filtre coupe-bande s'avère très utile lorsqu'une fréquence particulière masque tout ce que l'on doit observer. Un cas courant est celui d'un rotor présentant un déséquilibre important : un analyseur portable tel que le Balanset-1A mesure le 1× l'amplitude et la phase directement pour équilibrage, et une fois que cette composante dominante de 1× a été corrigée, le spectre s'élargit, ce qui permet de distinguer clairement les signaux plus faibles provenant des roulements et des engrenages, sans aucune encoche. Cela illustre la règle d'or : dans la mesure du possible, il vaut mieux s'attaquer à la source du problème plutôt que d'en masquer les symptômes. L'encoche reste toutefois l'outil approprié lorsque la fréquence gênante est véritablement d'origine externe, comme une interférence de 50/60 Hz provenant du câblage, et qu'il est confirmé qu'elle n'a aucune signification mécanique.
Les filtres coupe-bande sont des outils spécialisés de traitement du signal qui permettent d'éliminer de manière sélective des bandes de fréquences étroites d'un signal de vibration. Ils constituent un outil puissant pour éliminer les interférences et mettre en évidence les composantes masquées, mais ils doivent être utilisés avec discernement et en pleine connaissance de ce qui est supprimé — en s'assurant toujours que les fréquences coupées ne contiennent aucune information diagnostique importante.
