מהי צפיפות ספקטרלית של הספק? ניתוח PSD • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור ריסוק דינמי, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים מהי צפיפות ספקטרלית של הספק? ניתוח PSD • מאזן נייד, מנתח רעידות "Balanset" עבור ריסוק דינמי, מאווררים, מקדחים, מקדחים על קומביינים, פירים, צנטריפוגות, טורבינות ורבים אחרים רוטורים

מהי צפיפות ספקטרלית של הספק? ניתוח PSD

פורסם על ידי admin ב-

הבנת צפיפות הספק ספקטרלית

הגדרה: מהי צפיפות ספקטרלית של הספק?

צפיפות ספקטרלית של הספק (PSD) הוא ייצוג של רֶטֶט פיזור אנרגיה על פני תדר, מבוטא כאנרגיה ליחידת רוחב פס תדר (יחידות: (m/s²)²/Hz לתאוצה, (mm/s)²/Hz למהירות). שלא כמו סטנדרטי ספקטרום אמפליטודה אשר מציגה אמפליטודה בכל תדר, PSD מראה כיצד עוצמת הרטט מתפלגת על פני התדר, כאשר ערכים מנורמלים לפי רוחב הפס של רזולוציית התדר. נורמליזציה זו הופכת את PSD ללא תלוי ברוחב הפס של הניתוח, מה שמאפשר השוואה משמעותית בין ספקטרומים שנמדדו עם הגדרות רזולוציה שונות.

PSD חשוב במיוחד לניתוח תנודות אקראיות (כאשר אנרגיה מופצת באופן רציף על פני תדר במקום מרוכזת בשיאים נפרדים), לניתוח רעש, וליישומים הדורשים אפיון ספקטרלי שאינו תלוי רוחב פס כגון בדיקות תנודות וכישורים סביבתיים.

ספקטרום PSD לעומת ספקטרום משרעת

ספקטרום משרעת

  • מראה רטט מִשׂרַעַת בכל תדר
  • יחידות: מ"מ/שנייה, מטר/שנייה², מיל וכו'.
  • אמפליטודות שיא בתדרים בדידים (חוסר איזון, תקלות מיסב)
  • הערכים תלויים ברוחב הפס של רזולוציית FFT
  • תצוגה סטנדרטית לאבחון מכונות

צפיפות ספקטרלית של הספק

  • מציג עוצמת רטט לכל הרץ של רוחב פס
  • יחידות: (מ"מ/שנייה)²/הרץ, (מטר/שנייה)²/הרץ וכו'.
  • פיזור אנרגיה על פני תדר
  • בלתי תלוי ברוחב הפס של הניתוח
  • תקן לניתוח רטט אקראי

קֶשֶׁר

  • PSD = (משרעת)² / Δf
  • כאשר Δf = רזולוציית התדר (רוחב סל)
  • ריבוע מדגיש אמפליטודות גדולות
  • נורמליזציה הופכת את המערכת ללא תלויה ברוחב פס

יישומים

1. ניתוח רטט אקראי

יישום PSD ראשי:

  • תהליכים אקראיים: מערבולת, רעידות כביש, סייסמיים, אקוסטיים
  • ספקטרום רציף: אנרגיה המחולקת על פני תדר, לא שיאים נפרדים
  • תיאור סטטיסטי: PSD מתאר התפלגות אנרגיה בתהליך אקראי
  • פורמט סטנדרטי: מפרט בדיקות רטט ב-PSD

2. אפיון רעש פס רחב

  • קוויטציה רעש במשאבות
  • רעש זרימה טורבולנטית במאווררים
  • רעש אווירודינמי
  • אפיון רעש פגמי מיסבים

3. השוואה ללא תלות ברוחב פס

  • השווה ספקטרום שנמדד עם הגדרות FFT שונות
  • נתונים ממכשירים או רזולוציות שונות
  • נתונים היסטוריים עם פרמטרים שונים של ניתוח
  • ערכי PSD ניתנים להשוואה ישירה ללא קשר לרוחב הפס

4. בדיקות סביבתיות

  • מפרט בדיקת רטט נתון כ-PSD לעומת תדר
  • בקרת שולחן שייקר מבוססת PSD
  • בדיקת הסמכת מוצר
  • תקני זעזועים ורעידות

חישוב PSD

מ-FFT

  • חישוב FFT של אות רטט
  • ריבוע כל ערך אמפליטודה
  • חלק ברזולוציית התדר (Δf = Fmax / מספר קווים)
  • תוצאה: PSD ב-(יחידות)²/Hz

יחידות

  • PSD לתאוצה: (מטר/שנייה²)²/הרץ או g²/הרץ
  • מהירות PSD: (מ"מ/שנייה)²/הרץ או (אינץ'/שנייה)²/הרץ
  • PSD תזוזה: (µm)²/Hz או (mils)²/Hz
  • לעתים קרובות מתואר: סולם לוגריתמי (dB יחסית לנקודת ייחוס)

פירוש גרפי PSD

ספקטרום שטוח (רעש לבן)

  • PSD קבוע לאורך התדר
  • אנרגיה שווה לכל הרץ בכל התדרים
  • מאפיין של רטט אקראי בפס רחב
  • דוגמה: רטט אקראי אידיאלי לבדיקה

ספקטרום משופע (רעש צבעוני)

  • PSD משתנה עם התדירות
  • שיפוע עולה: יותר אנרגיה בתדרים גבוהים
  • שיפוע יורד: יותר אנרגיה בתדרים נמוכים (נפוץ במכונות)
  • השיפוע מציין את התפלגות התדרים של האנרגיה

שיאים ב-PSD

  • רכיבי תדר דיסקרטיים מופיעים כשיאים מעל הרמה הכללית
  • תהודות מוצגות כאזורי PSD מוגברים
  • יכול לזהות תדרים דומיננטיים התורמים לאנרגיה

הקשר ל-RMS ולאנרגיה כוללת

סך האנרגיה מ-PSD

  • שילוב PSD על פני טווח תדרים
  • תוצאה: ערך ריבועי ממוצע
  • שורש ריבועי נותן ערך RMS
  • RMS = √[∫ PSD(f) df]

אנרגיה בתחומי תדרים

  • שילוב PSD על פני טווח תדרים ספציפי
  • נותן אנרגיה בלהקה הזאת
  • שימושי להערכת תרומתם של טווחי תדרים שונים

יתרונות של PSD

עצמאות החלטה

  • ערכי PSD ניתנים להשוואה ללא קשר לרזולוציית FFT
  • מאפשר השוואה של נתונים היסטוריים עם הגדרות שונות
  • סטנדרטיזציה של ניתוח בין מכשירים שונים

ייצוג אנרגיה

  • מייצג ישירות את פיזור אנרגיית הרטט
  • ערכים בריבוע מדגישים תדרים דומיננטיים
  • טבעי לניתוח מבוסס אנרגיה

מסגרת סטטיסטית

  • PSD הוא הבסיס של תורת הרטט האקראי
  • מאפשר ניתוח הסתברותי
  • תומך בניבוי אורך חיים של עייפות מעומס אקראי

מתי להשתמש ב-PSD

השתמש ב-PSD כאשר:

  • ניתוח רטט או רעש אקראיים
  • השוואת נתונים עם רוחב פס ניתוח שונה
  • מפרטי הבדיקה הבאים בפורמט PSD
  • אפיון תהליכי פס רחב
  • נדרש ניתוח מבוסס אנרגיה

השתמש בספקטרום אמפליטודה כאשר:

  • אבחון שגרתי של מכונות
  • זיהוי תדרי תקלות בדידים
  • רכיבים ספציפיים במגמה
  • ערכי משרעת בעלי משמעות ישירה

צפיפות ספקטרלית של הספק היא מושג יסודי בניתוח תנודות אקראיות ומספקת אפיון ספקטרלי שאינו תלוי רוחב פס. בעוד ש-PSD נמצא בשימוש פחות נפוץ מאשר ספקטרום אמפליטודה לאבחון שגרתי של מכונות, הוא חיוני ליישומי תנודות אקראיות, ניתוח רעש וכל מצב הדורש השוואה של ספקטרומים שנמדדו עם פרמטרי ניתוח שונים או ממכשירים שונים.

← חזרה לאינדקס הראשי

קטגוריות: אָנָלִיזָהאַגְרוֹן
וואטסאפ