Razumijevanje filtriranja signala

1. Definicija: Što je filtriranje signala?

Filtriranje signala je ključna tehnika obrade signala koja se koristi u vibration analysis za uklanjanje neželjenih frekvencijskih komponenti iz signala ili za izoliranje specifičnih frekvencija od interesa. Filtar je u biti elektronički sklop ili softverski algoritam koji omogućuje određenim frekvencijama da "prođu", dok blokiraju ili slabe druge.

Filtriranje se široko koristi u digitalnom svijetu. analizatori vibracija kako bi se osiguralo da su analizirani podaci čisti, točni i relevantni za dijagnostički zadatak.

2. Uobičajene vrste filtera u analizi vibracija

Postoje četiri osnovne vrste filtera koji se koriste u obradi signala:

1. Niskopropusni filtar: Omogućuje prolaz niskim frekvencijama, ali blokira visoke frekvencije. Frekvencija na kojoj signal počinje biti prigušen naziva se "granična frekvencija".
2. Visokopropusni filtar: Suprotno niskopropusnom filtru. Propušta visoke frekvencije, ali blokira niske frekvencije.
3. Pojasno propusni filtar: Omogućuje prolaz određenog pojasa ili raspona frekvencija, a blokira i niže i više frekvencije.
4. Zaporni filtar (ili uskočni filtar): Suprotno od propusnog filtera. Blokira određeni frekvencijski pojas, a propušta sve ostale.

3. Ključne primjene filtriranja

Filtri se koriste na nekoliko ključnih načina unutar analizatora vibracija:

a) Filteri protiv aliasinga

Ovo je vjerojatno najvažnija primjena filtriranja. filtar protiv aliasinga je strmi niskopropusni filtar koji se primjenjuje na analogni signal *prije* njegove digitalizacije. Njegova je svrha ukloniti sav frekvencijski sadržaj koji je viši od maksimalne frekvencije (Fmax) koju je korisnik odabrao za mjerenje.

Ovo je bitno kako bi se spriječilo aliasiranje, ozbiljna pogreška u digitalnoj obradi signala gdje se visoke frekvencije „smanjuju“ i maskiraju kao niske frekvencije, što dovodi do potpuno netočnog spektarFilter protiv aliasinga je ključna komponenta koja osigurava integritet svih digitalnih podataka o vibracijama.

b) Integracija i diferencijacija

Vibracija se mjeri kao ubrzanje, brzinaili pomakDok akcelerometar je najčešći senzor, analitičar često želi pregledati podatke u smislu brzine. Da bi to učinio, analizator mora integrirati signal ubrzanja. Ovaj proces integracije može ozbiljno pojačati vrlo niskofrekventni šum (ponekad se naziva efektom "skijaške staze"). Visokopropusni filtar koristi se za uklanjanje ovog šuma prije integracije kako bi se dobio čist, upotrebljiv spektar brzine ili pomaka.

c) Analiza omotnice (Demodulacija)

Analiza omotnice, primarna tehnika za otkrivanje nedostaci ležaja, uvelike se oslanja na filtriranje. Proces uključuje:

1. Korištenje pojasnopropusni filtar izolirati visokofrekventni pojas gdje su prisutni signali udara ležaja.
2. Obrada ovog filtriranog signala za izdvajanje brzine ponavljanja („omotnice“) udara.
3. Analizirajući spektar ovog signala ovojnice, identificiraju se frekvencije kvara ležaja.

Pojasni filtar je ključan za uklanjanje visokoenergetskih, niskofrekventnih signala (poput neravnoteže) koji bi inače preplavili niskoenergetske signale defekta ležaja.

d) Dijagnostičko filtriranje

Analitičari također mogu primijeniti digitalne filtere na podatke nakon što su prikupljeni kako bi pomogli u dijagnozi. Na primjer, mogu koristiti pojasno-propusni filtar za izolaciju vibracija oko određene frekvencije zahvata zupčanika kako bi dobili jasniji pogled na bočni pojasevi.

← Natrag na glavni indeks