Պարուրիչի վերլուծություն (դեմոդուլյացիա) վաղ արատների հայտնաբերման համար
Պարուրիչի վերլուծություն — նաև կոչվում է դեմոդուլյացիա կամ բարձր հաճախականության պարուրիչի վերլուծությունը — ազդանշանների մշակման մեթոդ է, որը տատանումների վերլուծություն աղմուկային ֆոնային տատանումներից առանձնացնում է վաղ փուլի թերիքի թույլ, կրկնվող հարվածները։ Այն գլորման առանցքակալների և փոխանակալների սկզբնական վնասվածքները հայտնաբերելու համար հասանելի ամենաուժեղ գործիքն է։ Միկրոսկոպիկ ճաքերը, թեփոտումները և մակերևութային թերիքները յուրաքանչյուր անգամ, երբ գլորվող տարրը կամ փոխանի ատամը հարվածում է թերիքին, առաջացնում են ցածր էներգիայով, բարձր հաճախականությամբ լարվածության ալիքների ընդհատումներ, և պարուրիչի վերլուծությունը այն մեթոդն է, որը վերականգնում է այդ ընդհատումները և բացահայտում դրանց կրկնվելու հաճախականությունը։
1. Սահմանում. Ի՞նչ է հայտնաբերում ծրարային վերլուծությունը
Երբ գլորվող տարրը գլորվում է առանցքակալի գլորման ուղու փոքրիկ խոռոչի կամ ճաքի վրայով, այն չի ստեղծում հարթ սինուսոիդալ ալիք — այն ստեղծում է սուր, մուրճի նման հարված։ Յուրաքանչյուր հարված կարճատև է և կրում է շատ քիչ էներգիա, բայց այն գրգռում է առանցքակալի, զոնդի և շրջակա կառուցվածքի բնական զանգահարումը ( ռեզոնանս) բարձր հաճախականությամբ, սովորաբար մի քանի կիլոհերց։ Այս հարվածները կրկնվում են ճշգրիտ արագությամբ, որը կառավարվում է առանցքակալի երկրաչափությամբ և լիսեռի պտտաթվով։ Պարուրիչի վերլուծությունը այդ բարձր հաճախականության զանգահարումները դիտարկում է որպես կրիչ , որը միացվում և անջատվում է — մոդուլացվում է — կրկնվող հարվածների կողմից, և այն հետադարձ աշխատում է՝ վերականգնելու մոդուլյացիայի ձևը։ Արդյունքը վերլուծաբանին ասում է ոչ միայն որ որ ինչ-որ բան հարվածում է, այլև որքան հաճախ, և հետևաբար ՝ առանցքակալի որ մասն է վնասված։
2. Ինչու՞ է սովորական FFT-ն անբավարար
Այս սկզբնական հարվածների էներգիան սովորաբար չափազանց փոքր է և գտնվում է չափազանց բարձր հաճախականության վրա, որպեսզի երևում լինի սովորական արագության սպեկտր , որը արտադրվում է ստանդարտ FFT։ Ռուտին չափումների ժամանակ հարվածի էներգիան թաղված է լայնաշերտ աղմուկի հատակում և լիովին խեղդված է անհավասարակշռություն, առանցքների շեղվածություն և մեխանիկական թուլացում. Ըստ էության, պարզ սպեկտրը գերիշխված է մեքենայի առողջ 1× և 2× թրթռումով, մինչդեռ զարգացող առանցքակալի արատի մասին ախտորոշիչ տեղեկատվությունը թաքնված է բարձր հաճախականության տիրույթում, որտեղ ոչ ոք չի նայում։ Դեմոդուլյացիա գոյություն ունի հենց այդ ցածր հաճախականության խառնաշփոթը հեռացնելու և մոդուլացնող թերության ազդանշանը աղմուկից դուրս հանելու համար։
3. Պարուրիչի վերլուծության գործընթացը
Այս մեթոդը մեկուսացնում է բարձր հաճախականության զանգահարումը և այնուհետև չափում դրա կրկնման արագությունը։ Գործնականում այն ընթանում է չորս քայլով.
- Տիրույթանց ֆիլտրում՝ Հում ազդանշանը գալիս է ակսելերոմետր , որն այնուհետև անցնում է բարձր հաճախականությամբ կամ տիրույթանց ֆիլտր։ Սա հեռացնում է ուժեղ ցածր հաճախականության տատանումները (սովորաբար ամեն ինչ, ինչ գտնվում է մոտավորապես 1 կՀց կամ 5 կՀց-ից ցածր) և պահպանում է միայն հարվածների կողմից առաջացած բարձր հաճախականության զանգահարումը և լարվածության ալիքները։ Բարձրաձայնի ընտրությունը այնպես, որ այն գտնվի կառուցվածքային ռեզոնանսի վրա, մաքսիմալացնում է զգայունությունը։
- Ուղղում՝ Ֆիլտրված բարձր հաճախականության ազդանշանը այնուհետև ուղղվում է, դրա բացասական կեսը վերև է շրջվում, որպեսզի մնա միայն զանգահարման մեծությունը։ Այս քայլը պատրաստում է ազդանշանը պարուրիչի վերլուծության համար։
- Պարուրումը (ցածր-անցքային ֆիլտրում)՝ A ցածր հաճախությունների ֆիլտր կիրառվում է ուղղված ազդանշանին։ Այն հարթեցնում է արագ կրիչ տատանումը և թողնում է միայն դանդաղ փոփոխվող ուրվագիծը — «պարուրիչը» — որը հետևում է ամպլիտուդային մոդուլյացիայի ձևին, այսինքն՝ սկզբնական հարվածների կրկնման արագությանը։
- Պարուրիչի FFT-ն՝ Վերջապես, այս պարուրիչի ժամանակի ալիքաձև-ի վրա կատարվում է FFT։ Ստացված պարուրիչի սպեկտր ցուցադրում է մաքուր գագաթներ կրկնվող հարվածների հաճախականության վրա, ազատված ցածր հաճախականության մեքենայի տատանումներից, որոնք նախկինում ծածկում էին դրանք։
4. Թերությունների ախտորոշումը պարուրիչի սպեկտրով
Պարուրիչի սպեկտրի գագաթները համընկնում են հաշվարկված առանցքակալի թերությունների հաճախություններ-ի հետ։ Չափված գագաթը հայտնի հաճախականությանը համապատասխանեցնելով՝ վերլուծաբանը կարող է ճշգրիտ որոշել, թե որտեղ է գտնվում թերիքը.
- BPFO (Գնդի անցման հաճախականություն, արտաքին գլորման ուղի)՝ անշարժ արտաքին գլորման ուղու թերություն։
- BPFI (Գնդի անցման հաճախականություն, ներքին գլորման ուղի)՝ պտտվող ներքին գլորման ուղու թերիք։ Այս գագաթը սովորաբար կրում է կողմնային շերտեր որոնք տեղակայված են 1× աշխատանքային արագություն , քանի որ թերիքը մեկ պտույտում մեկ անգամ մտնում և դուրս է գալիս բեռնվածության գոտուց։
- BSF (Գնդի պտտման հաճախականություն)՝ գլորվող տարրերից մեկի վրա թերիք։
- FTF (Հիմնական շարժիչի հաճախականություն)՝ սեթի ամենադանդաղը, որը վկայում է գլորվող տարրերը պահող կավիճի թերիքի մասին։
Նույն տրամաբանությունը վերաբերում է փոխանակալներին. ճաքված կամ կոտրված փոխանի ատամը մեկ պտույտում մեկ անգամ հարվածում է, ուստի պարուրիչի սպեկտրը ցույց է տալիս գագաթ այդ փոխանի աշխատանքային արագության վրա, հաճախ շրջապատված կողմնային գոտիներով։ Առանցքակալի բորի, գնդակների քանակի և արագությունը չափելուց առաջ ճշգրիտ նպատակային հաճախականությունների վերածելու համար վերլուծաբանը կարող է օգտագործել Առանցքակալի արատի հաճախականության հաշվիչ; իսկ ատամնանիվների համար՝ Փոխանցման ատամնակցման հաճախականության հաշվիչ ծառայում է նույն նպատակին։ Հարմոնիկ ձևերի ընթերցումը ինքնին առանցքակալի թերությունը ախտորոշման ձև է՝ քանակն ու բարձրությունը հարմոնիկներ պարուրիչի սպեկտրում համեմատական է վնասվածքի առաջընթացի աստիճանին։
5. Որտե՞ղ է տեղավորվում պարուրիչի վերլուծությունը դաշտային աշխատանքում
Պարուրիչի վերլուծությունը ցանկացած լուրջ վիճակի մոնիտորինգ ծրագրի հիմնական հնարավորություններից է, և ժամանակակից կրելի վերլուծիչները սովորաբար հաշվարկում են այն սովորական սպեկտրի հետ միասին։ Օրական դաշտային աշխատանքում սպասարկման թիմը հաճախ նախ մոտենում է մեքենային՝ այն հավասարակշռելու և ստուգելու դրա ընդհանուր առողջությունը. նման Balanset-1A գործիքը չափում է լայնաշերտ տատանումները և 1× ամպլիտուդ և փուլ որն անհրաժեշտ է տեղում բալանսավորում , մինչդեռ լրացուցիչ պարուրիչի ալիքը հաստատում է, թե արդյոք ստորին առանցքակալները առողջ են, մինչև հավասարակշռման աշխատանքը ստորագրվի։ Առանցքակալի խնդիրը նախապես բացահայտելը կարևոր է, քանի որ այն մեքենայի հավասարակշռումը, որի առանցքակալներն արդեն թեփոտված են, միայն թաքցնում է ախտանիշը։
6. Վաղ հայտնաբերման ուժը
Պարուրիչի վերլուծության հիմնական առավելությունը իր բացարձակ զգայունությունն է։ Այն կարող է ազդանշան տալ առանցքակալի կամ ատամնավորի թերությունը ամիսներով՝ երբեմն մեկ տարվա ընթացքում, մինչև նույն թերությունը բավականաչափ մեծանա սովորական արագության սպեկտրում գրանցվելու կամ բավականաչափ ջերմություն արձակելու համար, որպեսզի երևա թերմոգրաֆիայի։ Այդ երկար նախազգուշացման ժամանակահատվածը հենց այն է, ինչը վաղ նախազգուշացմանը տալիս է արժեք. սպասարկումը կարող է պլանավորվել, մասերը պատվիրվել, և վերանորոգումը տեղավորվել հարմարավետ դադարի ընթացքում, այլ ոչ թե ստիպված լինել հանկարծակի խափանման պատճառով։ Ավելի լայն կանխատեսող սպասարկում կոնտեքստում դեմոդուլյացիայի կողմից տրամադրված երկարաժամկետ նախազգուշացումն է, որը կանխում է կատաստրոֆիկ ձախողումները և դրանց պատճառած թանկարժեք երկրորդային վնասվածքները։
