नॉच फिल्टर को समझना

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Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

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परिभाषा: नॉच फ़िल्टर क्या है?

नोच फिल्टर (जिसे बैंड-स्टॉप फ़िल्टर, बैंड-रिजेक्ट फ़िल्टर या फ़्रीक्वेंसी ट्रैप भी कहा जाता है) एक आवृत्ति-चयनात्मक सिग्नल प्रोसेसिंग तत्व है जो दृढ़ता से क्षीण करता है कंपन यह एक संकीर्ण आवृत्ति बैंड के भीतर सभी घटकों को पार करता है, जबकि उस बैंड के बाहर की सभी आवृत्तियों को अनिवार्य रूप से अपरिवर्तित रहने देता है। नॉच फ़िल्टर, बैंड-पास फ़िल्टर के विपरीत होता है: एक बैंड को पार करने और बाकी सब कुछ अवरुद्ध करने के बजाय, यह एक विशिष्ट बैंड को अवरुद्ध करता है और बाकी सब कुछ पार कर जाता है।.

नॉच फिल्टर का उपयोग किया जाता है vibration analysis प्रमुख हस्तक्षेप (60 हर्ट्ज़ विद्युत शोर) को दूर करने, अत्यधिक कंपन घटकों (अन्य संकेतों को छिपाने वाला अत्यधिक उच्च 1× असंतुलन) को दूर करने, या निदान संबंधी जानकारी को अस्पष्ट करने वाले अनुनादों को दबाने के लिए। ये प्रमुख आवृत्तियों को "चारों ओर देखने" में सक्षम बनाते हैं ताकि कमज़ोर लेकिन निदानात्मक रूप से महत्वपूर्ण घटकों को प्रकट किया जा सके।.

फ़िल्टर विशेषताएँ

केंद्र (नोच) आवृत्ति

• अधिकतम क्षीणन की आवृत्ति
• आवृत्ति को “नोच आउट” किया जा रहा है”
• विशिष्ट हस्तक्षेप या अवांछित आवृत्ति के लिए ट्यून किया गया
• केंद्र पर क्षीणन आमतौर पर 40-60 डीबी होता है

नॉच बैंडविड्थ

• संकीर्ण पायदान: बहुत चयनात्मक आवृत्ति रेंज (उच्च Q) को अस्वीकार करता है
• चौड़ा पायदान: व्यापक आवृत्ति बैंड (निम्न Q) को अस्वीकार करता है
• क्यू फैक्टर: केंद्र आवृत्ति / बैंडविड्थ
• ठेठ: कंपन अनुप्रयोगों के लिए Q = 10-50

क्षीणन गहराई

• नॉच आवृत्ति कितनी कम हो जाती है
• आमतौर पर 40-60 डीबी (100-1000× कमी)
• उच्च क्रम फिल्टर गहरे पायदान प्रदान करते हैं
• आसन्न आवृत्तियाँ न्यूनतम रूप से प्रभावित

सामान्य अनुप्रयोग

1. विद्युत हस्तक्षेप हटाना

बिजली लाइन शोर को खत्म करना:

• 60 हर्ट्ज़ नॉच: उत्तरी अमेरिका में 60 हर्ट्ज़ विद्युत पिकअप को हटा दिया गया
• 50 हर्ट्ज नॉच: यूरोप/एशिया में 50 हर्ट्ज़ का हस्तक्षेप हटाता है
• हार्मोनिक्स: 120/180/240 हर्ट्ज़ या 100/150/200 हर्ट्ज़ पर अतिरिक्त नॉच
• फ़ायदा: यांत्रिक कंपन को प्रकट करने वाला स्वच्छ स्पेक्ट्रम
• सावधानी: यदि 2× लाइन आवृत्ति (120/100 हर्ट्ज) का निदानात्मक मान हो तो इसका उपयोग न करें

2. प्रमुख घटक दमन

• गंभीर असंतुलन: अन्य घटकों को देखने के लिए 1× को बड़ा करें
• उच्च गियर जाल: असर आवृत्तियों को प्रकट करने के लिए प्रमुख गियर जाल को हटाएँ
• प्रबल अनुनाद: उत्तेजना देखने के लिए संरचनात्मक अनुनाद को दबाएँ
• उद्देश्य: छिपी हुई नैदानिक जानकारी प्रकट करें

3. सेंसर अनुनाद उन्मूलन

• सेंसर माउंटिंग अनुनाद कलाकृतियों को हटाएँ
• माउंटिंग अनुनाद आवृत्ति पर नॉच (माउंटिंग विधि के अनुसार भिन्न होता है)
• यह सुनिश्चित करता है कि माप मशीन का प्रतिनिधित्व करते हैं, सेंसर का नहीं

4. अलियासिंग कलाकृतियों से बचना

• डाउनसैंपलिंग से पहले विशिष्ट उच्च आवृत्तियों को अलग करें
• ज्ञात मजबूत घटकों के अलियासिंग को रोकता है
• एंटी-अलियासिंग लो-पास फ़िल्टर का पूरक

डिज़ाइन संबंधी विचार

पायदान चौड़ाई चयन

संकीर्ण पायदान (उच्च क्यू)

• फ़ायदा: एकल आवृत्ति का सर्जिकल निष्कासन, आसन्न पर न्यूनतम प्रभाव
• नुकसान: आवृत्ति सटीक रूप से ज्ञात और स्थिर होनी चाहिए
• उदाहरण: विद्युतीय हस्तक्षेप के लिए 60.0 हर्ट्ज ± 0.5 हर्ट्ज नॉच

चौड़ा पायदान (निम्न Q)

• फ़ायदा: आवृत्ति भिन्नताओं को कैप्चर करता है, कम महत्वपूर्ण ट्यूनिंग
• नुकसान: उन आवृत्तियों को प्रभावित कर सकता है जिन्हें आप रखना चाहते हैं
• उदाहरण: गति में उतार-चढ़ाव के साथ होने वाले असंतुलन को दूर करने के लिए 1× ± 5 हर्ट्ज

गहराई बनाम चौड़ाई का समझौता

• गहरे नॉच (> 60 डीबी) के लिए अक्सर व्यापक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है
• बहुत संकीर्ण खांचों से गहरा क्षीणन प्राप्त नहीं हो सकता
• अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर अनुकूलित करें

लाभ और सीमाएँ

लाभ

• प्रमुख हस्तक्षेपकारी आवृत्तियों को हटाता है
• छिपे हुए नैदानिक घटकों को प्रकट करता है
• गतिशील रेंज के उपयोग में सुधार करता है
• कमज़ोर लेकिन महत्वपूर्ण संकेतों पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देता है

सीमाएँ और सावधानियाँ

• जानकारी हटाता है: नोचेड आवृत्ति सामग्री स्थायी रूप से खो गई
• समस्याओं को छिपा सकते हैं: यदि नोचेड आवृत्ति में निदानात्मक मान है, तो समस्या छूट गई है
• चरण विरूपण: नॉच फिल्टर नॉच आवृत्ति के निकट चरण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकते हैं
• घंटी बजना: तीखे निशान समय-क्षेत्रीय कलाकृतियाँ बना सकते हैं
• सावधानी से उपयोग करें: अनफ़िल्टर्ड विश्लेषण को प्रतिस्थापित नहीं, बल्कि पूरक होना चाहिए

सर्वोत्तम प्रथाएं

नॉच फिल्टर का उपयोग कब करें

• ज्ञात हस्तक्षेप (विद्युत शोर) माप को अस्पष्ट कर रहा है
• प्रमुख घटक (गंभीर असंतुलन) गतिशील रेंज उपयोग को रोकता है
• अनफ़िल्टर्ड विश्लेषण के बाद नोचेड आवृत्ति की पुष्टि होती है, न कि निदानात्मक
• विस्तृत जांच के लिए कमजोर संकेतों को उजागर करना

कब उपयोग न करें

• नियमित स्क्रीनिंग माप (सामान्य निदान के लिए अनफ़िल्टर्ड का उपयोग करें)
• जब नोचेड आवृत्ति का नैदानिक मूल्य होता है
• पूर्ण अनफ़िल्टर्ड स्पेक्ट्रम को पहले समझे बिना
• वास्तविक हस्तक्षेप स्रोत को ठीक करने के विकल्प के रूप में

प्रलेखन

• नॉच फ़िल्टर का उपयोग कब किया गया, इसका हमेशा दस्तावेज़ीकरण करें
• नॉच आवृत्ति और बैंडविड्थ रिकॉर्ड करें
• संदर्भ के लिए अनफ़िल्टर्ड डेटा बनाए रखें
• नॉच फ़िल्टरिंग का कारण नोट करें

कार्यान्वयन

हार्डवेयर नॉच फ़िल्टर

• निश्चित आवृत्ति (आमतौर पर 50 या 60 हर्ट्ज)
• आवश्यकतानुसार स्विच इन/आउट किया जा सकता है
• उपकरण में एनालॉग सर्किट
• वास्तविक समय संचालन

सॉफ्टवेयर नॉच फिल्टर

• डिजिटल डेटा पर लागू
• समायोज्य केंद्र आवृत्ति और बैंडविड्थ
• विभिन्न नॉच मापदंडों का परीक्षण कर सकते हैं
• गैर-विनाशकारी (मूल डेटा संरक्षित)

नॉच फ़िल्टर विशिष्ट सिग्नल प्रोसेसिंग उपकरण हैं जो कंपन संकेतों से संकीर्ण आवृत्ति बैंड को चुनिंदा रूप से हटाते हैं। हस्तक्षेप को दूर करने और छिपे हुए घटकों को प्रकट करने में शक्तिशाली होने के बावजूद, नॉच फ़िल्टर का उपयोग विवेकपूर्ण तरीके से किया जाना चाहिए और यह पूरी तरह से समझा जाना चाहिए कि कौन सी जानकारी हटाई जा रही है, और यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि नॉच की गई आवृत्तियों में महत्वपूर्ण नैदानिक सामग्री न हो।.

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