तुल्यकालिक औसत को समझना
परिभाषा: सिंक्रोनस एवरेजिंग क्या है?
तुल्यकालिक औसत (जिसे टाइम-डोमेन एवरेजिंग या सिग्नल एवरेजिंग भी कहा जाता है) एक सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है vibration analysis जो आवधिक, गति-तुल्यकालिक को बढ़ाता है कंपन यादृच्छिक शोर और अतुल्यकालिक कंपन को दबाते हुए, घटकों को नियंत्रित करता है। यह विधि कई शाफ्ट चक्करों (प्रति चक्कर एक बार टैकोमीटर सिग्नल द्वारा ट्रिगर) पर कंपन का बार-बार नमूना लेकर, फिर प्रत्येक चक्कर में संबंधित बिंदुओं का औसत निकालकर काम करती है। आवधिक घटक जो प्रत्येक चक्कर में समान रूप से दोहराए जाते हैं, औसत के माध्यम से सुदृढ़ होते हैं, जबकि यादृच्छिक शोर और अतुल्यकालिक घटक रद्द हो जाते हैं, जिससे सिग्नल-टू-शोर अनुपात में नाटकीय रूप से सुधार होता है।.
सिंक्रोनस एवरेजिंग गियर समस्याओं के निदान के लिए विशेष रूप से शक्तिशाली है (व्यक्तिगत गियर मेष विशेषताओं को अलग करना) और शोर में छिपे सूक्ष्म आवधिक पैटर्न को प्रकट कर सकता है जो मानक में अदृश्य होगा समय तरंगों या एफएफटी स्पेक्ट्रा.
सिंक्रोनस एवरेजिंग कैसे काम करता है
The Process
- ट्रिगर सिग्नल: प्रति क्रांति एक बार पल्स टैकोमीटर या कीफ़ेज़र प्रत्येक क्रांति की शुरुआत को परिभाषित करता है
- डेटा विभाजन: कंपन संकेत समान लंबाई वाले खंडों में विभाजित, प्रति चक्कर एक
- Alignment: सभी खंड ट्रिगर पल्स के साथ संरेखित हैं (एक ही प्रारंभिक बिंदु)
- बिंदु-दर-बिंदु औसत: प्रत्येक खंड में संगत बिंदुओं का औसत निकाला गया
- परिणाम: एक चक्कर का प्रतिनिधित्व करने वाला एकल औसत तरंगरूप
- Noise Reduction: यादृच्छिक घटक रद्द करते हैं; आवधिक घटक सुदृढ़ करते हैं
गणितीय आधार
- आवधिक संकेतों का सुसंगत योग (चरण में जोड़)
- यादृच्छिक शोर असंगत रूप से योग करता है (सांख्यिकीय रूप से रद्द करता है)
- सिग्नल-टू-शोर सुधार ∝ √N, जहाँ N = औसत की संख्या
- उदाहरण: 100 औसत SNR को 10× (20 dB) तक बेहतर बनाते हैं
अनुप्रयोग
1. गियरबॉक्स डायग्नोस्टिक्स
सबसे आम और शक्तिशाली अनुप्रयोग:
गियर मेष अलगाव
- रुचि के गियर के साथ समकालिक रूप से औसत
- उस गियर के जाल पैटर्न को बढ़ाता है
- अन्य गियर और बियरिंग को दबाता है
- व्यक्तिगत दाँत दोषों का पता चलता है
दांत-दर-दांत विश्लेषण
- औसत तरंगरूप प्रत्येक दांत की संलग्नता को स्पष्ट रूप से दर्शाता है
- क्षतिग्रस्त दांत पैटर्न में विचलन के रूप में दिखाई देता है
- यह पहचान कर सकते हैं कि कौन सा विशिष्ट दांत क्षतिग्रस्त है
- विचलन परिमाण से गंभीरता का आकलन
2. असर विश्लेषण संवर्धन
- बाहरी रेस दोष पृथक्करण के लिए बाहरी रेस अवधि का औसत
- असर दोषों से आवधिक प्रभावों को बढ़ाता है
- अन्य कंपन स्रोतों से मास्किंग को कम करता है
- उच्च-शोर वाले वातावरण में विशेष रूप से उपयोगी
3. मरोड़ कंपन
- घूर्णन के साथ समकालिक मरोड़ घटकों को बढ़ाना
- पार्श्व कंपन और शोर को दबाएँ
- मरोड़ अनुनाद और उत्तेजना प्रकट करें
4. संतुलन
- सुधार आयाम and चरण माप सटीकता
- विशेष रूप से शोर भरे वातावरण में
- ज्यादा विश्वसनीय influence coefficient दृढ़ निश्चय
लाभ
शोर में कमी
- सिग्नल-टू-शोर अनुपात में नाटकीय सुधार
- शोर से 20-30 डीबी नीचे दबे संकेतों को निकाल सकता है
- कठोर वातावरण में मापन को संभव बनाता है
त्रुटि का पृथक्करण
- एक घटक के हस्ताक्षर को अन्य से अलग करता है
- उदाहरण: गियरबॉक्स में गियर मेश से पिनियन मेश को अलग करना
- पहचानता है कि कौन सा घटक दोषपूर्ण है
उन्नत रिज़ॉल्यूशन
- सूक्ष्म पैटर्न और दोषों को प्रकट करता है
- कच्चे सिग्नल में छिपे विवरण दिखाता है
- शीघ्र दोष का पता लगाने में सक्षम बनाता है
आवश्यकताएँ और सीमाएँ
आवश्यकताएं
- टैकोमीटर: विश्वसनीय एक बार प्रति क्रांति ट्रिगर आवश्यक
- स्थिर गति: गति अपेक्षाकृत स्थिर होनी चाहिए (±1-2%)
- पर्याप्त औसत: अच्छे परिणामों के लिए आमतौर पर 50-200 चक्कर
- आवधिक संकेत: केवल वास्तविक आवधिक घटकों को बढ़ाता है
सीमाएँ
- गैर-समकालिक दोषों को दबाता है: यादृच्छिक दोष, अधिकांश असर दोषों में कमी
- गति भिन्नताएँ: धुंधले परिणामों का औसत निकालने के दौरान गति में परिवर्तन
- आवश्यक समय: कई चक्करों में डेटा एकत्र करना होगा
- वास्तविक समय नहीं: पोस्ट-प्रोसेसिंग आवश्यक
अन्य तकनीकों के साथ तुलना
तुल्यकालिक औसत बनाम रैखिक औसत
- तुल्यकालिक: समय डोमेन में औसत, घूर्णन के साथ समकालिक, आवधिक को बढ़ाता है
- रैखिक: FFT स्पेक्ट्रा का औसत निकालता है, सभी आवृत्तियों में यादृच्छिक भिन्नता को कम करता है
- उपयोग के मामले: गियर के लिए तुल्यकालिक; सामान्य स्पेक्ट्रम स्मूथिंग के लिए रैखिक
तुल्यकालिक औसत बनाम लिफाफा विश्लेषण
- तुल्यकालिक औसत: समय डोमेन, आवधिक पैटर्न को बढ़ाता है
- लिफाफा विश्लेषण: आवृत्ति डोमेन, दोहरावदार प्रभावों का पता लगाता है
- पूरक: व्यापक विश्लेषण के लिए दोनों को संयोजित किया जा सकता है
व्यावहारिक कार्यान्वयन
स्थापित करना
- प्रति क्रांति एक बार स्पष्ट पल्स के साथ टैकोमीटर स्थापित करें
- औसत की निर्धारित संख्या (50-200 सामान्य)
- सिग्नल की लंबाई निर्धारित करें (1 चक्कर, 10 चक्कर, आदि)
- गति स्थिरता सत्यापित करें
डेटा संग्रहण
- औसत अवधि में कंपन डेटा प्राप्त करें
- उपकरण स्वचालित रूप से खंड और औसत निकालता है
- औसत तरंगरूप प्रदर्शित करें
- अक्सर औसत सिग्नल (उन्नत स्पेक्ट्रम) के FFT की गणना करें
व्याख्या
- आवधिक पैटर्न के लिए औसत तरंगरूप की जांच करें
- दोषों को इंगित करने वाले विचलनों की तलाश करें
- ज्ञात-अच्छे हस्ताक्षरों से तुलना करें
- विचलन आयाम से दोष की गंभीरता का परिमाणन करें
उन्नत विविधताएँ
गियर-सिंक्रोनस एवरेजिंग
- रुचि के गियर से ट्रिगर (शाफ्ट से नहीं)
- उस विशिष्ट गियर के लिए जाल पैटर्न दिखाता है
- एनकोडर या मल्टी-पल्स टैकोमीटर की आवश्यकता होती है
बहु-क्रम औसत
- एक साथ कई ऑर्डर का औसत निकालना
- 1×, 2×, 3× घटकों को अलग करें
- व्यापक ऑर्डर सामग्री प्रदान करता है
अंतर संकेत
- कच्चे सिग्नल से औसत सिग्नल घटाएँ
- अवशिष्ट दिखाता है कि क्या हटाया गया (अतुल्यकालिक घटक)
- गियर मेश हटाने के बाद बेयरिंग दोषों की पहचान करने के लिए उपयोगी
सिंक्रोनस एवरेजिंग एक परिष्कृत सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक है जो शोर और अतुल्यकालिक घटकों को दबाते हुए आवधिक, गति-तुल्यकालिक कंपन पैटर्न की दृश्यता को नाटकीय रूप से बढ़ाती है। सिंक्रोनस एवरेजिंग में महारत हासिल करने से उन्नत गियरबॉक्स डायग्नोस्टिक्स, शोर भरे वातावरण में दोषों का शीघ्र पता लगाना और जटिल मशीनरी में विशिष्ट घटक संकेतों को अलग करना संभव हो जाता है।.
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