הבנת דמודולציה (ניתוח מעטפת)

הגדרה: מהי דמודולציה?

בהקשר של ניתוח ויברציות, דמודולציה היא טכניקת עיבוד אותות עוצמתית המשמשת לזיהוי פגיעות חוזרות ונשנות בתדר נמוך, אשר "מוסתרות" בתוך אות הרטט בתדר גבוה של מכונה. זהו התהליך המרכזי העומד מאחורי המונח הידוע יותר, ניתוח מעטפהשני המונחים משמשים לעתים קרובות לסירוגין.

הטכניקה פועלת על ידי בידוד פס ויברציות בתדר גבוה, הפועל כאות "נושא", ולאחר מכן חילוץ ה"מעטפת" של אותו אות. מעטפת זו חושפת את דפוסי התדר הנמוך הבסיסיים של פגיעות חוזרות, כגון אלו הנוצרות על ידי תקלות מיקרוסקופיות במיסבים או בגלגלי שיניים.

תהליך הדמודולציה

דמודולציה כוללת תהליך בן שלושה שלבים:

1. סינון פס-מעבר: ראשית, אות הרטט הגולמי מועבר דרך מסנן מעביר פס בתדר גבוה. זה מסיר את הרטט החזק בתדר נמוך (כמו חוסר איזון וחוסר יישור) ומתמקד רק באזור בתדר גבוה שבו גלי המאמץ מפגיעות מיסבים או גלגלי שיניים מעוררים תהודות מבניות.
2. יִשׁוּר: האות המסונן בתדר גבוה עובר יישור. תהליך זה הופך את החלק השלילי של צורת הגל לחיובי, ובכך יוצר למעשה אות המייצג את האמפליטודה המוחלטת.
3. סינון מעביר נמוך (עוטף): לבסוף, אות מתוקן זה מועבר דרך מסנן מעביר נמוכים. מסנן זה מחליק את אות "הנושא" התהודה בתדר גבוה, ומשאיר מאחור רק את "המעטפת" בתדר נמוך העוקבת אחר שיאי האות המתוקן. אות מעטפת זה מייצג ישירות את קצב החזרה של הפגיעות הבסיסיות.

לאחר מכן מתבצעת בדיקת FFT על אות המעטפת הסופי. הספקטרום המתקבל, הנקרא ספקטרום המעטפת או ספקטרום דה-מודולציה, מראה שיאים ברורים בתדרי השבר המדויקים של רכיבי המיסב או גלגל השיניים.

מדוע דמודולציה כל כך יעילה?

דמודולציה היא אחת הטכניקות החשובות ביותר לגילוי מוקדם של תקלות בגלל האופן שבו היא מטפלת באותות פגיעה.

• אזהרה מוקדמת: כאשר קרע זעיר במסלול המיסב נפגע על ידי רכיב מתגלגל, הוא יוצר פגיעה קטנה בעלת אנרגיה נמוכה. פגיעה זו גורמת להתפרצות רעידות קצרה מאוד בתדר גבוה כאשר מבנה המכונה "מצלצל" בתדרים הטבעיים שלו.
• הפרדת האות מהרעש: בספקטרום FFT רגיל, כמות האנרגיה הזעירה מהפגיעות בשלב מוקדם אלה קבורה לחלוטין על ידי האנרגיה העצומה מרעידות בתדר נמוך כמו לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל.
• התמקדות בקצב החזרות: דמודולציה מתעלמת מאותות חזקים בתדר נמוך. היא מתמקדת ב"צלצול" בתדר גבוה, וחשוב מכל, ב*קצב החזרה* של צלצול זה. קצב החזרה הזה הוא שמתאים ישירות לתדרי התקלה של המיסב או גלגל השיניים (למשל, BPFO, BPFI, BSF, GMF).

יישומים

היישומים העיקריים לדמודולציה הם:

• ניתוח מיסב אלמנטים מתגלגלים: זוהי השיטה האולטימטיבית לגילוי ואבחון תקלות במיסבי כדורים וגלילה, שלעתים קרובות מספקת אזהרה חודשים לפני שהתקלה הופכת קריטית.
• ניתוח תיבת הילוכים: הוא יעיל מאוד בזיהוי בעיות כמו שיני גלגל שיניים סדוקות או שבורות, אשר מייצרות אות פגיעה ברור במהירות סיבוב פי 1 ממהירות הסיבוב של גלגל השיניים בספקטרום המפוזר.
• אירועים משפיעים אחרים: ניתן להשתמש בו גם כדי לזהות תופעות פגיעה חוזרות אחרות, כגון פתיחה וסגירה של מלכודות קיטור או בעיות תזמון שסתומי המנוע ההולך ושוב.

← חזרה לאינדקס הראשי