Razumijevanje pojasnopropusnih filtera

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Kompletni komplet za dijagnostiku i balansiranje vibracija tvrtke Vibromera, uključujući četiri senzora vibracija s kabelima, modul signalnog sučelja, laserski tahometar s magnetskim postoljem, digitalnu vagu, USB kabel i torbu za nošenje. Sustav je dizajniran za balansiranje rotora u polju i praćenje stanja industrijske opreme.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Definicija: Što je pojasnopropusni filtar?

Pojasno propusni filtar (BPF) je frekvencijski selektivan element za obradu signala koji omogućuje vibracija komponente unutar određenog frekvencijskog pojasa koje prolaze, dok istovremeno slabi komponente i ispod i iznad tog pojasa. Kombinira karakteristike visokopropusnog filtra (blokiranje niskih frekvencija) i niskopropusnog filtra (blokiranje visokih frekvencija) kako bi stvorio "prozor" koji propušta samo odabrani srednji frekvencijski raspon. Pojasno propusni filtri definirani su svojom središnjom frekvencijom, propusnošću i redoslijedom/strminom filtra.

U analizi vibracija, pojasnopropusni filteri su bitni za analiza omotača (izoliranje frekvencija udara ležaja), fokusirana dijagnostika (ispitivanje specifičnih frekvencijskih raspona) i uklanjanje neželjenih vibracija izvan frekvencijskog pojasa od interesa radi poboljšanja omjera signala i šuma i jasnoće mjerenja.

Parametri filtra

Središnja frekvencija (f0)

Sredina propusnog pojasa
Frekvencija maksimalnog odziva filtra
Odabrano na temelju učestalosti sadržaja koji nas zanima
Obično se odabire kako bi se uskladilo s rezonantnom ili frekvencijom kvara

Propusnost (BW)

Definicija: Frekvencijski raspon između -3 dB točaka (f_high – f_low)
Uski pojas: BW < 10% središnje frekvencije (visoko selektivno)
Široki pojas: BW > 50% središnje frekvencije (manje selektivno)
Q-faktor: Q = f0 / BW (veći Q = uži, selektivniji)

Karakteristike filtera

Donja granica (f_low): Frekvencija gdje donji nagib doseže -3 dB
Gornja granica (f_high): Frekvencija gdje gornji nagib doseže -3 dB
Faktor oblika: Omjer širine zapornog i propusnog pojasa (mjera selektivnosti)

Primjene u analizi vibracija

1. Analiza omotnice (primarna primjena)

Kritični prvi korak u otkrivanju nedostataka ležaja:

Odabir benda: 500 Hz – 10 kHz ili 1 kHz – 20 kHz tipično
Svrha: Izolirajte visokofrekventne rezonancije ležajeva pobuđene udarima
Postupak: BPF → detekcija omotnice → Brza brzina pretrage (FFT) omotnice
Proizlaziti: Poboljšano frekvencije kvarova ležajeva jasno vidljivo

2. Analiza rezonantnog pojasa

Filtrirajte oko strukturne ili rezonantne frekvencije ležaja
Izolirajte energiju na rezonanci od drugih frekvencija
Procijenite pobudu i odziv u određenom načinu rada
Korisno za rješavanje problema s rezonancijom

3. Izolacija frekvencijskog raspona

Fokus na specifični dijagnostički frekvencijski raspon
Primjer: 10-100 Hz za analizu niskih frekvencija
Uklanja niskofrekventni drift i visokofrekventni šum
Poboljšava jasnoću za frekvencije koje nas zanimaju

4. Izolacija mreže zupčanika

BPF centriran na frekvenciji zahvata zupčanika
Propušta mrežnu frekvenciju i bočne pojaseve
Blokira druge stupnjeve prijenosa i frekvencije ležajeva
Omogućuje fokusiranu analizu zupčanika

Dizajn pojasnopropusnog filtera

Kaskadni niskopropusni i visokopropusni

Najčešća implementacija:

Visokopropusni filtar blokira frekvencije ispod f_low
Niskopropusni filtar blokira frekvencije iznad f_high
Serijska kombinacija stvara propusnik pojasa
Svaki filter doprinosi ukupnoj selektivnosti

Izravni dizajn propusnog pojasa

Optimizirano kao pojedinačni filter umjesto kaskade
Složenije, ali se mogu postići bolje karakteristike
Koristi se u specijaliziranim primjenama

Praktična razmatranja

Kompromisi pri odabiru propusnosti

Uska propusnost

Prednosti: Bolja selektivnost, jače odbacivanje susjednih frekvencija
Nedostaci: Može propustiti varijacije frekvencije, zahtijeva precizno podešavanje
Koristiti: Kada je točna frekvencija poznata i stabilna

Široka propusnost

Prednosti: Snima varijacije frekvencije, manje kritično podešavanje
Nedostaci: Manje odbacivanje neželjenih frekvencija u blizini
Koristiti: Kada se frekvencija mijenja ili je potreban raspon frekvencija

Za analizu omotnice

Tipični bendovi: 500-2000 Hz, 1000-5000 Hz, 5000-20000 Hz
Izbor: Odaberite pojas s dobrim pobuđivanjem rezonancije ležaja
Potvrdi: Provjerite sirovi spektar ubrzanja kako biste identificirali rezonancu
Optimiziraj: Podesite kako biste maksimizirali signal kvara ležaja

Utjecaji filtera na signale

Efekti vremenskog vala

Filtrirani valni oblik prikazuje samo frekvencije u propusnom pojasu
Pojavljuje se kao modulirani nosilac (ako je uski pojas)
Uklanja niskofrekventne varijacije i visokofrekventni šum
Može pojednostaviti interpretaciju valnog oblika

Spektarski efekti

Amplitude propusnog pojasa očuvane
Smanjene amplitude zaustavnog pojasa (tipično 40-80 dB)
Čišći spektar s fokusom na područje interesa
Prag šuma se smanjuje ako je šum izvan propusnog pojasa

Digitalni vs. analogni pojasnopropusni filtri

Analogni filtri

Implementacija hardvera u signalnom putu
Rad u stvarnom vremenu
Fiksne karakteristike nakon dizajniranja
Koristi se u anti-aliasingu i kondicioniranju signala

Digitalni filteri

Obrada softvera nakon digitalizacije
Podesivi parametri
Može se primijeniti/ukloniti nakon prikupljanja
Moderni analizatori nude široke mogućnosti digitalnog BPF-a.

Uobičajene primjene prema frekvencijskom rasponu

Niskofrekventni pojasno propusnik (10-200 Hz)

Analiza neravnoteže i neusklađenosti
Praćenje strojeva niske brzine
Vibracije temelja i konstrukcije

Srednjefrekventni pojasni prolaz (200-2000 Hz)

Frekvencije mreže zupčanika
Frekvencije prolaska lopatica/krilaca
Niže frekvencije kvarova ležajeva

Visokofrekventni pojasni propusnik (2-40 kHz)

Analiza ovojnice defekata ležaja
Visokofrekventni utjecaji
Ultrazvučne frekvencije
Rezonantno pobuđivanje ležaja

Pojasni filtri su svestrani alati za obradu signala koji omogućuju fokusiranu analizu specifičnih frekvencijskih raspona, a istovremeno odbacuju neželjene niskofrekventne i visokofrekventne komponente. Savladavanje odabira i primjene pojasnog filtra - posebno za analizu omotača i izolaciju frekvencijskog raspona - ključno je za naprednu dijagnostiku vibracija i učinkovito izdvajanje dijagnostičkih informacija iz složenih vibracijskih potpisa.

← Natrag na glavni indeks

Što je propusni filtar? Odabir frekvencijskog pojasa

Objavio/la admin na listopad 31, 2025 listopad 31, 2025