הבנת סינון אותות

1. הגדרה: מהו סינון אותות?

סינון אותות היא טכניקת עיבוד אותות חיונית המשמשת ב vibration analysis כדי להסיר רכיבי תדר לא רצויים מאות או לבודד תדרים ספציפיים המעניינים. מסנן הוא למעשה מעגל אלקטרוני או אלגוריתם תוכנה המאפשר לתדרים מסוימים "לעבור" דרכם תוך חסימה או הנחתה של אחרים.

סינון נמצא בשימוש נרחב במדיה דיגיטלית מנתחי רטט כדי להבטיח שהנתונים המנותחים יהיו נקיים, מדויקים ורלוונטיים למשימת האבחון שלפנינו.

2. סוגים נפוצים של מסננים בניתוח רעידות

ישנם ארבעה סוגים בסיסיים של מסננים המשמשים בעיבוד אותות:

1. מסנן מעביר נמוכים: מאפשר מעבר של תדרים נמוכים אך חוסם תדרים גבוהים. התדר שבו האות מתחיל להיחלש נקרא "תדר חיתוך".
2. מסנן מעביר גבוה: ההפך ממסנן מעביר נמוכים. הוא מאפשר לתדרים גבוהים לעבור אך חוסם תדרים נמוכים.
3. מסנן פס-מעבר: מאפשר מעבר של פס או טווח תדרים ספציפיים תוך חסימת תדרים נמוכים וגבוהים כאחד.
4. מסנן פס-עצירה (או חריץ): ההפך ממסנן מעביר פס. הוא חוסם פס תדרים ספציפי תוך מתן אפשרות לכל האחרים לעבור דרכו.

3. יישומים עיקריים של סינון

מסננים משמשים בכמה דרכים קריטיות בתוך מנתח רעידות:

א) מסנני Anti-Aliasing

זהו כנראה היישום החשוב ביותר של סינון. מסנן אנטי-אליאסינג הוא מסנן מעביר נמוכים תלול המופעל על האות האנלוגי *לפני* שהוא עובר דיגיטציה. מטרתו להסיר את כל תוכן התדר הגבוה מהתדר המקסימלי (Fmax) שהמשתמש בחר למדידה שלו.

זה חיוני כדי למנוע כינוי, שגיאה חמורה בעיבוד אותות דיגיטליים שבה תדרים גבוהים "מתקפלים" ומסווים את עצמם כתדרים נמוכים, מה שמוביל לתמונה שגויה לחלוטין ספֵּקטרוּםמסנן ההטיה (anti-aliasing) הוא רכיב קריטי המבטיח את שלמות כל נתוני הרטט הדיגיטליים.

ב) אינטגרציה ובידול

רטט נמדד כ תְאוּצָה, מְהִירוּת, או תְזוּזָהבעוד ש- מד תאוצה הוא החיישן הנפוץ ביותר, אנליסט רוצה לעתים קרובות להציג את הנתונים במונחים של מהירות. לשם כך, על המנתח לשלב את אות התאוצה. תהליך אינטגרציה זה יכול להגביר באופן משמעותי רעש בתדר נמוך מאוד (המכונה לעיתים אפקט "מדרון סקי"). מסנן מעביר גבוה משמש להסרת רעש זה לפני האינטגרציה כדי לייצר ספקטרום מהירות או תזוזה נקי ושמיש.

ג) ניתוח מעטפה (דה-מודולציה)

ניתוח מעטפת, הטכניקה העיקרית לגילוי פגמי מיסב, מסתמך במידה רבה על סינון. התהליך כולל:

1. שימוש ב- מסנן מעביר פס כדי לבודד פס תדרים גבוהים שבו נמצאים אותות פגיעת המיסב.
2. עיבוד האות המסונן הזה כדי לחלץ את קצב החזרה ("המעטפת") של הפגיעות.
3. ניתוח הספקטרום של אות עוטף זה כדי לזהות את תדרי תקלות המיסב.

מסנן מעביר הפס הוא קריטי להסרת אותות בעלי אנרגיה גבוהה בתדר נמוך (כגון חוסר איזון) שאחרת היו מציפים את אותות הפגם במיסב בעל האנרגיה הנמוכה.

ד) סינון אבחוני

אנליסטים יכולים גם להחיל מסננים דיגיטליים על הנתונים לאחר איסוףם כדי לסייע באבחון. לדוגמה, הם עשויים להשתמש במסנן פס-מעבר כדי לבודד את הרטט סביב תדר רשת גלגל שיניים ספציפי כדי לקבל מבט ברור יותר על... פסים צדדיים.

← חזרה לאינדקס הראשי