Az autospektrum megértése
Definíció: Mi az autospektrum?
Auto-spektrum (más néven autospektrum, teljesítményspektrum vagy egyszerűen spektrum) egyetlen jel frekvenciatartománybeli reprezentációja rezgés jel, amely a rezgési energia eloszlását mutatja, vagy amplitúdó a frekvencia függvényében. Kiszámítása úgy történik, hogy a Gyors Fourier-transzformáció (FFT) a jel spektrumát és az egyes frekvenciakomponensek nagyságának megjelenítését. Az “autospektrum” kifejezés megkülönbözteti a keresztspektrumtól (amely két különböző jelet kapcsol össze), hangsúlyozva, hogy ez egy jel önmagával alkotott spektruma.
A gyakorlatban az autospektrumot a legtöbben egyszerűen “spektrumnak” vagy “FFT spektrumnak” nevezik – ez a rezgésanalizátorok szabványos frekvenciaelemző kijelzője, amely csúcsokat mutat a következő értékeken: kiegyensúlyozatlanság, csapágyhiba-frekvenciák, fogaskerék-kapcsolás és egyéb diagnosztikai komponensek. Annak megértése, hogy ez technikailag egy autospektrum, fontossá válik a többcsatornás elemzés során, ahol a keresztspektrumok és más korrelációs függvények is szerepet játszanak.
Matematikai alapismeretek
Számítási módszerek
Közvetlen FFT
- Számítsa ki az időjel FFT-jét
- Számítsa ki az egyes komplex FFT komponensek nagyságát
- Nagyságrend és frekvencia megjelenítése
- A leggyakoribb és legegyszerűbb
Autokorreláción keresztül
- Számítsa ki a jel autokorrelációs függvényét
- Vegye az autokorreláció FFT-jét
- Az eredmény auto-spektrum (Wiener-Khinchin tétel)
- Matematikailag egyenértékű, de számítási szempontból eltérő útvonal
Átlagszámítás
- Többszörös autospektrumok, szekvenciális időrekordokból számítva
- Átlagolva a zaj csökkentése és a statisztikai megbízhatóság javítása érdekében
- Tipikus: 4-16 átlag a gépdiagnosztikához
- További átlagok a véletlenszerű rezgésekhez (50-100+)
Tulajdonságok és jellemzők
Valós értékű
- Az autospektrum mindig valós (nincs képzetes része)
- Csak a nagyságot jelöli, nem fázis információ
- Fázisveszteség a nagyságrend kiszámításakor
- A legtöbb egypontos diagnosztikához elegendő
Mindig pozitív
- Az értékek mindig ≥ 0 (nagyság négyzete vagy nagyságrend)
- Nem lehetnek negatív spektrális értékek
- Energiát vagy erőt képvisel (eredetileg pozitív)
Szimmetrikus (valós jelekhez)
- A Nyquist-frekvencia körül szimmetrikus valós jel autospektruma
- A negatív frekvenciák tükrözik a pozitív frekvenciákat
- Csak pozitív frekvenciák jelennek meg (minden információt tartalmaznak)
Auto-Spectrum a gépdiagnosztikában
Standard diagnosztikai kijelző
- Amit a technikusok “spektrumnak” vagy “FFT-nek” neveznek”
- Az összes rezgési frekvenciakomponenst mutatja
- Azonosított és hibatípusokkal illesztett csúcsok
- Elsődleges eszköz a hibakereséshez
Tipikus jellemzők
- 1× Csúcs: Aszimmetria vagy más 1×-es források
- 2× Csúcs: Elmozdulás vagy lazaság
- Csapágyfrekvenciák: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Fogaskerék-háló: Fogak összekapcsolódási gyakorisága
- Elektromos: 2× vonali frekvencia (120/100 Hz)
- Zajszint: A véletlenszerű rezgésből és zajból származó háttérszint
Autospektrum vs. keresztspektrum
Auto-Spectrum (egycsatornás)
- Egy jel spektruma
- Megjeleníti a gyakorisági tartalmat
- Nincs fázisinformáció
- A legtöbb diagnosztikához elegendő
- Standard egycsatornás FFT
Keresztspektrumú (két csatorna)
- Két jel közötti kapcsolat
- Megjeleníti a gyakori gyakorisági tartalmat
- Fáziskapcsolatot tartalmaz
- Átviteli függvény elemzésben, koherenciában használják
- Két szinkronizált csatornát igényel
Átlagoló autospektrumok
Lineáris átlagolás
- Több autospektrum számtani átlaga
- Csökkenti a véletlenszerű zajváltozást
- Javítja a valódi spektrum becslését
- Gépészeti elemzés szabványa
Exponenciális átlagolás
- Súlyozott átlag, amely nagyobb súlyt ad a legújabb spektrumoknak
- Hasznos a változó körülmények követéséhez
- Valós idejű monitorozó alkalmazások
Csúcstartás (Maximális spektrum)
- Minden frekvenciasáv maximális értéket tartalmaz
- Tranziens komponenseket rögzít
- Hasznos az indítási/leállítási elemzéshez
Megjelenítési formátumok
Lineáris skála
- Y tengely lineáris (mm/s, m/s², stb.)
- Könnyen leolvasható abszolút értékek
- A kis csúcsok láthatatlanok lehetnek, ha nagy csúcsok vannak jelen
- Gyakori a rutin elemzéshez
Logaritmikus skála (dB)
- Y tengely decibelben (20 log(amplitúdó/referencia))
- Széles dinamikatartomány látható
- Kis és nagy csúcsok egyaránt láthatók
- Gyakori kutatási és részletes elemzési célokra
Frekvenciatengely
- Lineáris: Egyenlő Hz-es távolság, gépekhez szabványos
- Logaritmikus: Egyenlő oktávtávolság, széles frekvenciatartományokhoz hasznos
Minőségi mutatók
Spektrális minőség
- Tiszta spektrum: Tiszta csúcsok, alacsony zajszint
- Zajos spektrum: Magas háttér, elmosódott csúcsok
- Átlagolás: Javítja a minőséget a zaj csökkentésével
- Felbontás: Alkalmas a közeli csúcsok elválasztására
Túlterhelésjelzők
- Jel túlterhelés ellenőrzése a felvétel során
- A túlterhelés hamis spektrális komponenseket hoz létre
- Túlterhelés esetén állítsa be a bemeneti erősítést
Az autospektrum a rezgésdiagnosztika alapvető frekvenciaelemző eszköze, amely az egycsatornás FFT-t képviseli, amelyet a technikusok naponta használnak a hibák azonosítására és az állapotértékelésre. Annak megértése, hogy a “spektrum” technikailag egy autospektrum, és hogyan kapcsolódik a keresztspektrumokhoz és más spektrális elemzési technikákhoz, megalapozza a fejlett többcsatornás elemzést és az átfogó gépdiagnosztikát.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 