A koherencia megértése

1. Definíció: Mi a koherencia?

Koherencia (más néven koherenciafüggvény) egy jelfeldolgozó eszköz, amelyet a következőkben használnak: rezgéselemzés egy mérés minőségének és érvényességének meghatározására. Ez egy 0 és 1 közötti érték, amely azt jelzi, hogy egy adott frekvencián a kimeneti jel mekkora részét okozza közvetlenül a bemeneti jel.

• A koherencia 1.0 Egy adott frekvencián a „tökéletes lineáris kapcsolat” azt jelenti, hogy a két jel között tökéletes lineáris kapcsolat van. Az adott frekvencián a kimenet 100%-jét a bemenet okozza.
• A koherencia 0.5 azt jelenti, hogy a kimeneti jel energiájának csak 50% része kapcsolódik lineárisan a bemeneti jelhez ezen a frekvencián. A fennmaradó 50% más tényezőknek, például zajnak, nemlinearitásoknak vagy más nem mért bemeneteknek köszönhető.
• A koherencia 0.0 azt jelenti, hogy ezen a frekvencián a két jel között semmilyen lineáris kapcsolat nincs.

A koherenciát kereszt-teljesítmény spektrális sűrűség alapján számítják ki, és egy többcsatornás analizátort igényel, amely két jelet képes egyszerre mérni.

2. A koherencia elsődleges felhasználási módjai

A koherenciát elsősorban két kulcsfontosságú területen alkalmazzák:

a) Érvényesítés Frekvenciaválasz függvény (FRF) Mérések

Ez a koherencia leggyakoribb és legfontosabb felhasználási módja. Amikor ütközési tesztet (vagy bump tesztet) végzünk egy FRF mérésére, a koherenciadiagram elengedhetetlen az adatok minőségének megítéléséhez.

• Jó mérés: Egy érvényes FRF esetében a koherenciának nagyon közel kell lennie az 1,0-hez a rezonáns csúcsoknak megfelelő frekvenciákon. Ha a koherencia magas (pl. >0,95), az megerősíti az elemzőt abban, hogy a mért választ valóban a kalapácsütés okozta, és nem a háttérrezgés vagy a mérési zaj.
• Rossz mérés: Ha a koherencia jelentősen csökken egy rezonáns csúcsnál, az rossz mérési eredményt jelez. Ennek oka lehet a gyenge kalapácsütés, a zajos környezet vagy a nemlineáris szerkezeti válasz. Az elemzőnek el kell vetnie az adott becsapódásból származó adatokat, és újra kell próbálkoznia. A koherencia természetesen alacsony lesz az antirezonanciáknál (a FRF „völgyeinél”), ami normális.

b) Forrás azonosítása

A koherencia segítségével meghatározható, hogy az egyik gép rezgése okozza-e a rezgést egy másikban. Például, ha egy szivattyú és egy motor van egy közös alapon, és gyanítja, hogy a motor okozza a szivattyú rezgését:

• Eljárás: Helyezzen el egyet gyorsulásmérő a motoron (a bemenet) és egy második gyorsulásmérőn a szivattyún (a kimenet). Mérje meg mindkét jelet egyszerre, és számítsa ki a koherenciát.
• Értelmezés: Ha a koherencia magas a motornál futási sebesség, ez erős bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a rezgés a motorról a szivattyúra a közös szerkezetükön keresztül terjed. Ha a koherencia alacsony, a szivattyú rezgését valószínűleg saját problémái (pl. szivattyú kiegyensúlyozatlansága, kavitáció) okozzák, és nem a motor.

3. A koherenciát csökkentő tényezők

Több tényező is okozhatja, hogy a koherenciaérték 1,0-nél kisebb legyen:

• Mérési zaj: A bemeneti vagy kimeneti jel szennyeződése külső zajjal.
• Nemlineáris rendszerek: A koherencia csak a *lineáris* kapcsolatot méri. Ha a rendszer nemlineáris (pl. lazaság, repedések vagy folyadék-szerkezet kölcsönhatások miatt), a koherencia alacsony lesz, még akkor is, ha ok-okozati összefüggés van.
• Időbeli késleltetések: A bemeneti és kimeneti jelek közötti jelentős időeltolódás csökkentheti a koherenciát.
• Egyéb nem mért bemenetek: Ha a kimenetet egynél több forrás okozza, és csak az egyiket méri bemenetként, a koherencia alacsony lesz.

Összefoglalva, a koherenciafüggvény létfontosságú minőségellenőrzési eszköz a fejlett rezgésmérésekhez, amely biztosítja az FRF-adatok érvényességét és segít a rezgésátviteli útvonalak azonosításában.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez