הבנת ניתוח גלים

1. הגדרה: מהי ניתוח גלים?

ניתוח גלים היא טכניקת עיבוד אותות מתקדמת המשמשת לניתוח רֶטֶט אותות שבהם תוכן התדר משתנה לאורך זמן. בניגוד לאותות המסורתיים התמרת פורייה מהירה (FFT), אשר מתאים ביותר לאותות נייחים (אותות בעלי תוכן תדר קבוע), ניתוח גלים יכול ללכוד ולייצג ביעילות אירועים חולפים, זעזועים והתנהגויות לא סטציונריות אחרות.

זה עובד על ידי פירוק אות לקבוצה של פונקציות בסיס הנקראות "גלים". כל גלה היא חבילה קצרה, מתנדנדת דמוית גל, הממוקמת הן בזמן והן בתדירות. לוקליזציה כפולה זו היא שמעניקה לניתוח גלים את כוחו.

2. ניתוח גלים לעומת FFT

כדי להבין את הערך של ניתוח גלים, חשוב להבין את המגבלות של ה-FFT:

• FFT (טרנספורמציית פורייה מהירה): ה-FFT אומר לך *אילו* תדרים קיימים באות, אך אינו נותן לך מידע על *מתי* הם התרחשו. הוא מנתח את האות כולו בבת אחת, ומספק רזולוציית תדר מעולה אך רזולוציית זמן אפס.
• ניתוח גלים: ניתוח גלים (wavelet) אומר לך *אילו* תדרים קיימים ומתי הם קיימים. הוא מספק מפת "זמן-תדר" של האות, המראה כיצד התוכן הספקטרלי מתפתח לאורך זמן.

דמיינו אות המכיל אירוע "קליק" קצר משן סדוקה בגלגל שיניים. ה-FFT עשוי להראות עלייה קלה באנרגיית פס רחב, אך הקליק ימוצע על פני כל האות. ניתוח גלים, לעומת זאת, יפיק גרף המציג בבירור פרץ של אנרגיה בתדר גבוה ברגע המדויק שבו התרחש הקליק.

3. הסקלוגרמה: מפת זמן-תדר

הפלט הנפוץ ביותר של ניתוח גלים הוא סקלוגרמה (או גרף זמן-תדירות דומה). זוהי מפה צבעונית דו-ממדית שבה:

• ציר ה-X מייצג זמן.
• ציר ה-Y מייצג תדירות (או קנה מידה).
• הצבע מייצג את המשרעת או האנרגיה של הרטט באותו זמן ותדירות ספציפיים.

ויזואליזציה זו מאפשרת לזהות בקלות אירועים חולפים שיהיו מוסתרים בספקטרום FFT סטנדרטי. לדוגמה, קו אנכי של צבע "חם" על גבי סקלוגרמה מציין אירוע פס רחב (כמו פגיעה) שהתרחש ברגע מסוים בזמן.

4. יישומים באבחון רעידות

ניתוח גלים אינו משמש בדרך כלל לשגרה ניטור רעידות אבל הוא כלי רב עוצמה לאבחון מתקדם במצבים ספציפיים:

• ניתוח תיבת הילוכים: הוא טוב במיוחד בזיהוי פגמים מקומיים כמו שן אחת סדוקה או שבורה, מה שיוצר השפעה ברורה בכל סיבוב.
• פגם במיסב אָנָלִיזָה: ניתן להשתמש בו כדי לזהות את הפגיעות הבודדות הנגרמות על ידי רכיב מתגלגל העובר מעל פיצול, במיוחד במכונות במהירות נמוכה מאוד שבהן מסורתיות ניתוח מעטפה יכול להיות מאתגר.
• אירוע חולף אָנָלִיזָה: זה אידיאלי לניתוח אותות מהפעלת מכונה, כיבוי או תהליכים אחרים שבהם מאפייני המהירות והרטט משתנים כל הזמן.
• ניתוח מבני: ניתן להשתמש בו כדי לנתח את תגובת המבנה לפגיעה (מבחן בליטה) כדי להבין את הבלימת והתדרים הטבעיים שלו.

למרות שתוכנת מחשב מודרנית עצימה מבחינה חישובית יותר מ-FFT, היא הפכה את ניתוח הגלים לכלי נגיש ובעל ערך עבור אנליסט הרטט המתקדם המתמודד עם אותות מורכבים ולא סטציונריים.

← חזרה לאינדקס הראשי