ניתוח צפסטרום באבחון רטט

הגדרה: מהו צפסטרום?

ניתוח צפסטרום היא טכניקת עיבוד אותות מתקדמת המספקת מידע על מבנים מחזוריים בתוך ספקטרום תדרים. השם "cepstrum" הוא אנגרמה של "spectrum", אשר מרמזת על טבעו: זהו למעשה "הספקטרום של ספקטרום". הוא מחושב על ידי לקיחת הלוגריתם של ספקטרום תדרים ולאחר מכן ביצוע טרנספורמציית פורייה הפוכה על התוצאה. תהליך זה מדגיש דפוסים מחזוריים בספקטרום, כגון משפחות של הרמוניות או פסי צד, אשר עשויים להיות קשים להבחנה על ידי התבוננות ישירה בספקטרום.

בגרף הספסטרום, ציר ה-x נקרא קוופרנסי (אנגרמה של תדירות) ויש לה יחידות זמן. שיאים על ציר זה, הנקראים רהמוניקה, מציינים את מחזור הזמן (בשניות) של התבניות החוזרות על עצמן בספקטרום המקורי.

למה להשתמש בניתוח Cepstrum?

בעוד שספקטרום FFT סטנדרטי מצוין לזיהוי רכיבי תדר בודדים, הוא יכול להפוך לעמוס וקשה לפירוש כאשר תקלה במכונה מייצרת מספר רב של הרמוניות ופסי צד. ניתוח Cepstrum מפשט זאת על ידי איחוד משפחה שלמה של תדרים חוזרים לשיא יחיד וברור. השימושים העיקריים שלו הם:

• גילוי משפחות הרמוניות: זה יכול לזהות בקלות תדר בסיסי ואת ההרמוניות שלו, גם אם התדר הבסיסי עצמו חלש או נעדר בספקטרום.
• זיהוי משפחות של פס צד: הוא מצטיין במציאת פסי צד, שלעתים קרובות הם בעלי משרעת נמוכה וקבורים ברעש. Cepstrum יכול להראות בבירור את נוכחותם של פסי צד ולמדוד את המרווח ביניהם.
• הפרדת אפקטים של מקור ונתיב: ביישומים מסוימים, זה יכול לעזור להפריד את אות מקור הרטט מתגובת המבנה של המכונה.
• זיהוי הד: זה יכול לזהות הדים או השתקפויות באות.

יישומים מרכזיים באבחון מכונות

1. אבחון תיבת הילוכים

זהו היישום הנפוץ והחזק ביותר של ניתוח צפסטרום. שן גלגל שיניים פגומה תווסת את תדר רשת ההילוכים (GMF), ותיצור פסי צד סביב שיא ה-GMF במרווחים במהירות הסיבוב של אותו גלגל שיניים. בתיבת הילוכים מורכבת עם צירים וגלגלי שיניים מרובים, הספקטרום יכול להיות תערובת מבלבלת של GMFs ופסים צדדיים שונים. הצפסטרום חותך דרך המורכבות הזו:

• שיא בצפסטרום בתדר הסיבובי התואם למחזור הסיבוב של גלגל השיניים (1 / סל"ד) הוא אינדיקציה ברורה לתקלה בגלגל השיניים הספציפי הזה.
• ניתן למדוד את משרעת שיא הצפסטרום כדי לנטר את התקדמות בלאי גלגל השיניים.

2. ניתוח מיסב אלמנטים מתגלגלים

בדומה לתיבות הילוכים, פגמים במסבים יוצרים גם פסים צדדיים. לדוגמה, פגם במסלול הפנימי ייצור פסים צדדיים במרווחים במהירות הציר סביב תדר הפגם במסלול הפנימי (BPFI) וההרמוניות שלו. הספסטרום יכול לסייע באישור נוכחותם של דפוסים אלה, במיוחד כאשר הם אינם ברורים בספקטרום.

3. ניתוח טורבו-מכונות

בטורבינות ובמדחסים, ניתן להשתמש בספסטרום כדי לזהות הרמוניות של תדר מעבר הלהב ולאבחן בעיות הקשורות לנזק ללהב או בעיות אווירודינמיות.

כיצד לפרש עלילת Cepstrum

1. חשב תקופות סיבוביות: לפני שתבחנו את הצפנת הציר, חשבו את פרקי הזמן של הרכיבים המסתובבים העיקריים (למשל, עבור ציר במהירות 1800 סל"ד או 30 הרץ, המחזור הוא 1/30 = 0.033 שניות).
2. חפשו שיאים בתקופות ידועות: בדקו את הצפסטרום עבור שיאים משמעותיים (רהמוניים) התואמים את פרקי הזמן המחושבים הללו.
3. זיהוי הרמוניות: חפשו פיקים בכפולות שלמות של הספקטרום הבסיסי. אלה מצביעים על נוכחות של משפחות הרמוניות חזקות בספקטרום המקורי.
4. אמפליטודות מגמה: יש לנטר את משרעת שיאי הספסטרום לאורך זמן. משרעת גוברת מצביעה על החמרה במצב.

ניתוח ספסטרום הוא כלי רב עוצמה הדורש ניסיון לשימוש יעיל, אך עבור מכונות מורכבות כמו תיבות הילוכים, הוא יכול לספק בהירות אבחונית שאין שני לה על ידי ניתוח ספקטרום בלבד.

← חזרה לאינדקס הראשי