Comprendre le filtrage du signal

1. Définition : Qu’est-ce que le filtrage du signal ?

Filtrage du signal est une technique cruciale de traitement du signal utilisée dans analyse des vibrations Pour supprimer les composantes de fréquence indésirables d'un signal ou pour isoler des fréquences spécifiques intéressantes. Un filtre est essentiellement un circuit électronique ou un algorithme logiciel qui laisse passer certaines fréquences tout en en bloquant ou en atténuant d'autres.

Le filtrage est largement utilisé dans le numérique analyseurs de vibrations pour garantir que les données analysées sont propres, précises et pertinentes pour la tâche de diagnostic à accomplir.

2. Types courants de filtres dans l'analyse des vibrations

Il existe quatre types de filtres de base utilisés dans le traitement du signal :

1. Filtre passe-bas : Laisse passer les basses fréquences, mais bloque les hautes fréquences. La fréquence à laquelle le signal commence à s'atténuer est appelée « fréquence de coupure ».
2. Filtre passe-haut : L'inverse d'un filtre passe-bas. Il laisse passer les hautes fréquences, mais bloque les basses.
3. Filtre passe-bande : Permet à une bande ou une gamme de fréquences spécifique de passer tout en bloquant les fréquences inférieures et supérieures.
4. Filtre coupe-bande (ou filtre coupe-bande) : L'inverse d'un filtre passe-bande. Il bloque une bande de fréquences spécifique tout en laissant passer toutes les autres.

3. Principales applications du filtrage

Les filtres sont utilisés de plusieurs manières critiques dans un analyseur de vibrations :

a) Filtres anti-aliasing

Il s’agit sans doute de l’application la plus importante du filtrage. filtre anti-aliasing Il s'agit d'un filtre passe-bas abrupt appliqué au signal analogique avant sa numérisation. Son objectif est de supprimer toute fréquence supérieure à la fréquence maximale (Fmax) sélectionnée par l'utilisateur pour sa mesure.

Ceci est essentiel pour empêcher aliasing, une grave erreur de traitement du signal numérique où les hautes fréquences se « replient » et se déguisent en basses fréquences, conduisant à une spectreLe filtre anti-aliasing est un composant essentiel qui garantit l’intégrité de toutes les données de vibration numériques.

b) Intégration et différenciation

Les vibrations sont mesurées comme accélération, vitesse, ou déplacement. Alors qu'un accéléromètre Étant le capteur le plus courant, un analyste souhaite souvent visualiser les données en termes de vitesse. Pour ce faire, l'analyseur doit intégrer le signal d'accélération. Ce processus d'intégration peut amplifier considérablement le bruit à très basse fréquence (parfois appelé « effet de pente de ski »). Un filtre passe-haut est utilisé pour supprimer ce bruit avant l'intégration afin de produire un spectre de vitesse ou de déplacement propre et exploitable.

c) Analyse de l'enveloppe (Démodulation)

L'analyse d'enveloppe, principale technique de détection défauts de roulements'appuie fortement sur le filtrage. Le processus comprend :

1. En utilisant un filtre passe-bande pour isoler une bande haute fréquence où les signaux d'impact des roulements sont présents.
2. Traitement de ce signal filtré pour extraire le taux de répétition (l’« enveloppe ») des impacts.
3. Analyse du spectre de ce signal d'enveloppe pour identifier les fréquences de défaut des roulements.

Le filtre passe-bande est essentiel pour éliminer les signaux à haute énergie et à basse fréquence (comme le déséquilibre) qui, autrement, submergeraient les signaux de défaut de roulement à faible énergie.

d) Filtrage diagnostique

Les analystes peuvent également appliquer des filtres numériques aux données après leur collecte afin de faciliter le diagnostic. Par exemple, ils peuvent utiliser un filtre passe-bande pour isoler les vibrations autour d'une fréquence d'engrènement spécifique et obtenir une vision plus précise de la situation. bandes latérales.

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