A spektrális elemzés megértése

1. Definíció: Mi a spektrális analízis?

Spektrális elemzés az a folyamat, amelynek során egy komplex jelet veszünk fel, például egy időhullám egy rezgésérzékelőből származó jel vétele és egyedi frekvenciakomponenseire bontása. A spektrális analízis elsődleges célja a jel átalakítása az időtartományból (amplitúdó vs. idő) a frekvenciatartományba (amplitúdó vs. frekvencia).

Ennek a folyamatnak a kimenete egy spektrum (többes szám: spektrumok), ami egy grafikon, ami az egyes frekvenciákon a rezgés amplitúdóját mutatja. A spektrális analízis a legalapvetőbb és leghatékonyabb technika. rezgésdiagnosztika, mivel lehetővé teszi az elemző számára, hogy azonosítsa a különböző géphibákhoz kapcsolódó egyedi frekvencia-aláírásokat.

2. A szerepe Gyors Fourier-transzformáció (FFT)

A modern spektrális analízist egy rendkívül hatékony algoritmus, az úgynevezett Gyors Fourier-transzformáció (FFT)Az FFT egy matematikai eljárás, amelyet minden digitális eszközbe beprogramoztak. rezgésanalizátorBemenetként a digitalizált időhullám-alakú adatokat veszi, kimenetként pedig a frekvenciaspektrumot állítja elő.

Az FFT lehetővé teszi, hogy egy összetett és látszólag kaotikus jelet, amelyet az időtartományban nagyon nehéz értelmezni, a frekvenciatartományban elkülönülő frekvenciacsúcsok egyértelmű sorozataként tekintsünk.

3. A spektrum diagnosztikai ereje

A spektrális analízis hatékonyságának oka az, hogy a forgó gépekben fellépő különböző mechanikai és elektromos problémák kiszámítható, karakterisztikus frekvenciákon rezgést generálnak. A spektrum vizsgálatával az elemző a csúcsok frekvenciáit egy ismert hibamintához illesztve diagnosztizálhatja a probléma kiváltó okát.

Gyakori példák a következők:

• Egy nagy csúcs az 1X-esnél futási sebesség gyakran jelzi kiegyensúlyozatlanság.
• A kétszeres futási sebességnél megjelenő nagy csúcs a klasszikus jele a eltérés.
• A futási sebesség nem egész többszöröseinél jelentkező csúcsok sorozata a következőkre utalhat: csapágyhibák.
• Nagy amplitúdójú csúcs a fogaskerék-hálózati frekvencián (GMF) a következővel: oldalsávok jelzi fogaskerék-hibák.
• A hálózati frekvencia kétszeresénél nagyobb csúcs motor állórész problémára utalhat.

4. A spektrális analízis főbb paraméterei

Egy hasznos spektrum megszerzéséhez az elemzőnek számos kulcsfontosságú paramétert kell meghatároznia:

• Fmax (Maximális frekvencia): Ez a legmagasabb frekvencia, amely a spektrumban szerepelni fog. Elég magasra kell beállítani ahhoz, hogy a feltételezett hibák frekvenciáit is rögzítse (pl. a fogaskerék-problémák magas frekvenciái).
• Felbontás (felbontási vonalak): Ez határozza meg a spektrum részletességének szintjét. A nagyobb vonalszám jobb frekvenciafelbontást biztosít, ami azt jelenti, hogy az analizátor képes megkülönböztetni két, egymáshoz nagyon közel eső frekvenciacsúcsot. Ez kritikus fontosságú az oldalsávok azonosításához a sebességváltó-elemzés során.
• Átlagolás: A tiszta, stabil spektrum eléréséhez az analizátor több „pillanatfelvételt” készít az adatokról, és átlagolja azokat. Ez eltávolítja a véletlenszerű zajt, és pontosabb képet ad a valódi, állandósult rezgésről.
• Ablakozás: Egy matematikai függvényt (például egy Hanning-ablakot) alkalmaznak az adatokra, hogy elkerüljék a feldolgozási hibákat, az úgynevezett spektrális szivárgás, ami torzíthatja a frekvenciacsúcsok amplitúdóját és alakját.

Lényegében a spektrális analízis a modern rezgésdiagnosztika alapja, amely tiszta „röntgen” képet ad a gép belsejében zajló erőkről és mozgásokról.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez