Razumijevanje demodulacije (analiza omotača)

Definicija: Što je demodulacija?

U kontekstu analize vibracija, demodulacija je moćna tehnika obrade signala koja se koristi za otkrivanje ponavljajućih, niskofrekventnih udara koji su „skriveni“ unutar visokofrekventnog vibracijskog signala stroja. To je ključni proces iza poznatijeg termina, Analiza omotniceTa se dva pojma često koriste naizmjenično.

Tehnika funkcionira tako da izolira visokofrekventni pojas vibracija, koji djeluje kao "noseći" signal, a zatim izdvaja "omotnicu" tog signala. Ova omotnica otkriva temeljne niskofrekventne obrasce ponavljajućih udara, poput onih generiranih mikroskopskim kvarovima u ležajevima ili zupčanicima.

Proces demodulacije

Demodulacija uključuje proces u tri koraka:

1. Filtriranje propusnika pojasa: Prvo, sirovi vibracijski signal prolazi kroz visokofrekventni propusni filtar. To uklanja jake, niskofrekventne vibracije (poput neravnoteže i neusklađenosti) i fokusira se samo na visokofrekventno područje gdje valovi naprezanja od udara ležaja ili zupčanika pobuđuju strukturne rezonancije.
2. Ispravljanje: Filtrirani, visokofrekventni signal se zatim ispravlja. Ovaj proces preokreće negativni dio valnog oblika u pozitivni, u biti stvarajući signal koji predstavlja apsolutnu amplitudu.
3. Niskopropusno filtriranje (obavezivanje): Konačno, ovaj ispravljeni signal prolazi kroz niskopropusni filtar. To izglađuje visokofrekventni rezonantni "noseći" signal, ostavljajući samo niskofrekventnu "omotnicu" koja prati vrhove ispravljenog signala. Ovaj rezultirajući signal omotnice izravno predstavlja brzinu ponavljanja temeljnih utjecaja.

Zatim se na ovom konačnom signalu omotača provodi FFT. Rezultirajući spektar, nazvan spektar omotača ili demodulirani spektar, pokazuje jasne vrhove na točnim frekvencijama kvara komponenti ležaja ili zupčanika.

Zašto je demodulacija tako učinkovita?

Demodulacija je jedna od najvažnijih tehnika za rano otkrivanje kvarova zbog načina na koji obrađuje udarne signale.

• Rano upozorenje: Kada kotrljajući element udari u sićušnu pukotinu na ležajnom prstenu, to proizvodi mali udarac niske energije. Taj udarac uzrokuje vrlo kratak, visokofrekventni nalet vibracija dok struktura stroja "zvoni" na svojim prirodnim frekvencijama.
• Odvajanje signala od šuma: U normalnom FFT spektru, mala količina energije iz ovih udara u ranoj fazi potpuno je prekrivena masivnom energijom niskofrekventnih vibracija poput neravnoteža.
• Fokusiranje na stopu ponavljanja: Demodulacija ignorira snažne niskofrekventne signale. Fokusira se na visokofrekventno "zvonjanje" i, što je najvažnije, na *brzinu ponavljanja* tog zvonjenja. Upravo ta brzina ponavljanja izravno odgovara frekvencijama kvara ležaja ili zupčanika (npr. BPFO, BPFI, BSF, GMF).

Primjene

Primarne primjene demodulacije su:

• Analiza kotrljajućih ležajeva: To je definitivna metoda za otkrivanje i dijagnosticiranje kvarova u kugličnim i valjkastim ležajevima, često pružajući upozorenje mjesecima prije nego što kvar postane kritičan.
• Analiza mjenjača: Vrlo je učinkovit u otkrivanju problema poput napuknutih ili slomljenih zuba zupčanika, koji generiraju jasan signal udara pri 1X brzini rotacije zupčanika u demoduliranom spektru.
• Ostali utjecajni događaji: Također se može koristiti za otkrivanje drugih ponavljajućih udarnih pojava, poput otvaranja i zatvaranja kondenzatora ili problema s vremenom rada ventila klipnog motora.

← Natrag na glavni indeks