Razumijevanje wavelet analize

1. Definicija: Što je wavelet analiza?

Analiza valića je napredna tehnika obrade signala koja se koristi za analizu vibracija signali gdje se frekvencijski sadržaj mijenja tijekom vremena. Za razliku od tradicionalnih Brza Fourierova transformacija (FFT), koja je najprikladnija za stacionarne signale (signale s konstantnim frekvencijskim sadržajem), wavelet analiza može učinkovito uhvatiti i predstaviti prolazne događaje, šokove i druga nestacionarna ponašanja.

Djeluje tako da signal rastavlja u skup baznih funkcija koje se nazivaju "wavelet". Svaki wavelet je kratki, oscilirajući paket nalik valu koji je lokaliziran i u vremenu i u frekvenciji. Ova dvostruka lokalizacija daje wavelet analizi njezinu snagu.

2. Wavelet analiza u odnosu na FFT

Da bi se razumjela vrijednost wavelet analize, važno je razumjeti ograničenja FFT-a:

• FFT (brza Fourierova transformacija): FFT vam govori *koje* su frekvencije prisutne u signalu, ali vam ne daje nikakve informacije o tome *kada* su se pojavile. Analizira cijeli signal odjednom, pružajući izvrsnu frekvencijsku rezoluciju, ali nultu vremensku rezoluciju.
• Analiza valića: Analiza wavelet signala govori vam *koje* su frekvencije prisutne i *kada* su prisutne. Pruža „vremensko-frekvencijsku“ mapu signala, pokazujući kako se spektralni sadržaj mijenja tijekom vremena.

Zamislite signal koji sadrži kratki "klik" iz napuknutog zuba zupčanika. FFT bi mogao pokazati blagi porast širokopojasne energije, ali bi klik bio usrednjen za cijeli signal. Međutim, wavelet analiza bi dala grafikon koji jasno prikazuje nalet visokofrekventne energije u točno trenutku kada se klik dogodio.

3. Scalogram: Vremensko-frekvencijska karta

Najčešći izlaz wavelet analize je skalogram (ili sličan vremensko-frekvencijski grafikon). Ovo je 2D karta u boji gdje:

• X-os predstavlja vrijeme.
• Y-os predstavlja frekvenciju (ili skalu).
• Boja predstavlja amplitudu ili energiju vibracije u tom određenom vremenu i frekvenciji.

Ova vizualizacija olakšava uočavanje prolaznih događaja koji bi bili skriveni u standardnom FFT spektru. Na primjer, okomita linija „vruće“ boje na skalogramu označava širokopojasni događaj (poput udara) koji se dogodio u određenom trenutku.

4. Primjena u vibracijskoj dijagnostici

Valovita analiza se obično ne koristi za rutinske svrhe. praćenje vibracija ali je moćan alat za naprednu dijagnostiku u specifičnim situacijama:

• Analiza mjenjača: Iznimno je dobar u otkrivanju lokaliziranih nedostataka poput jednog napuknutog ili slomljenog zuba, što generira zaseban udarac pri svakom okretu.
• Kvar ležaja Analiza: Može se koristiti za otkrivanje pojedinačnih udara uzrokovanih prelaskom kotrljajućeg elementa preko krhotine, posebno kod strojeva s vrlo malom brzinom gdje se koriste tradicionalni strojevi analiza omotača može biti izazovno.
• Prolazni događaj Analiza: Idealan je za analizu signala iz pokretanja, gašenja stroja ili drugih procesa gdje se karakteristike brzine i vibracija stalno mijenjaju.
• Strukturna analiza: Može se koristiti za analizu odgovora strukture na udar (bump test) kako bi se razumjelo njezino prigušenje i prirodne frekvencije.

Iako računalno zahtjevnija od FFT-a, moderni računalni softver učinio je wavelet analizu pristupačnim i vrijednim alatom za napredne analitičare vibracija koji se bave složenim, nestacionarnim signalima.

← Natrag na glavni indeks