Apa itu Kepadatan Spektral Daya? Analisis PSD • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Kepadatan Spektral Daya? Analisis PSD • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Kepadatan Spektral Daya? Analisis PSD

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Kepadatan Spektral Daya

Definisi: Apa itu Kepadatan Spektral Daya?

Kepadatan spektral daya (PSD) adalah representasi dari getaran distribusi energi di seluruh frekuensi, dinyatakan sebagai energi per satuan lebar pita frekuensi (satuan: (m/s²)²/Hz untuk percepatan, (mm/s)²/Hz untuk kecepatan). Tidak seperti standar spektrum amplitudo yang menunjukkan amplitudo pada setiap frekuensi, PSD menunjukkan bagaimana daya getaran didistribusikan di seluruh frekuensi, dengan nilai-nilai yang dinormalisasi oleh bandwidth resolusi frekuensi. Normalisasi ini membuat PSD independen dari bandwidth analisis, sehingga memungkinkan perbandingan yang bermakna antara spektrum yang diukur dengan pengaturan resolusi yang berbeda.

PSD sangat penting untuk menganalisis getaran acak (di mana energi didistribusikan secara terus-menerus di seluruh frekuensi daripada terkonsentrasi pada puncak-puncak diskret), untuk analisis kebisingan, dan untuk aplikasi yang memerlukan karakterisasi spektral independen-bandwidth seperti pengujian getaran dan kualifikasi lingkungan.

PSD vs. Spektrum Amplitudo

Spektrum Amplitudo

  • Menunjukkan getaran amplitudo pada setiap frekuensi
  • Satuan: mm/s, m/s², mils, dll.
  • Amplitudo puncak pada frekuensi diskrit (ketidakseimbangan, kesalahan bantalan)
  • Nilai bergantung pada bandwidth resolusi FFT
  • Tampilan standar untuk diagnostik mesin

Kepadatan Spektral Daya

  • Menunjukkan daya getaran per Hz bandwidth
  • Satuan: (mm/s)²/Hz, (m/s²)²/Hz, dll.
  • Distribusi energi lintas frekuensi
  • Terlepas dari analisis bandwidth
  • Standar untuk analisis getaran acak

Hubungan

  • PSD = (Amplitudo)² / Δf
  • Dimana Δf = resolusi frekuensi (lebar bin)
  • Pengkuadratan menekankan amplitudo yang besar
  • Normalisasi membuat bandwidth-independen

Aplikasi

1. Analisis Getaran Acak

Aplikasi PSD utama:

  • Proses Acak: Turbulensi, getaran jalan, seismik, akustik
  • Spektrum Kontinu: Energi didistribusikan di seluruh frekuensi, bukan puncak diskrit
  • Deskripsi Statistik: PSD menggambarkan distribusi energi proses acak
  • Format Standar: Spesifikasi pengujian getaran di PSD

2. Karakterisasi Kebisingan Pita Lebar

  • Kavitasi kebisingan pada pompa
  • Kebisingan aliran turbulen pada kipas
  • Kebisingan aerodinamis
  • Karakterisasi kebisingan cacat bantalan

3. Perbandingan Bandwidth-Independen

  • Bandingkan spektrum yang diukur dengan pengaturan FFT yang berbeda
  • Data dari instrumen atau resolusi yang berbeda
  • Data historis dengan parameter analisis yang berbeda
  • Nilai PSD dapat dibandingkan secara langsung tanpa memandang bandwidth

4. Pengujian Lingkungan

  • Spesifikasi uji getaran diberikan sebagai PSD vs. frekuensi
  • Kontrol meja pengocok berdasarkan PSD
  • Pengujian kualifikasi produk
  • Standar guncangan dan getaran

Menghitung PSD

Dari FFT

  • Hitung FFT sinyal getaran
  • Kuadratkan setiap nilai amplitudo
  • Bagi dengan resolusi frekuensi (Δf = Fmax / Jumlah baris)
  • Hasil: PSD dalam (satuan)²/Hz

Satuan

  • Percepatan PSD: (m/s²)²/Hz atau g²/Hz
  • Kecepatan PSD: (mm/s)²/Hz atau (in/s)²/Hz
  • Perpindahan PSD: (µm)²/Hz atau (mils)²/Hz
  • Sering Diplot: Skala logaritmik (dB relatif terhadap referensi)

Interpretasi Plot PSD

Spektrum Datar (White Noise)

  • PSD konstan di seluruh frekuensi
  • Energi yang sama per Hz pada semua frekuensi
  • Karakteristik getaran acak pita lebar
  • Contoh: Getaran acak ideal untuk pengujian

Spektrum Miring (Noise Berwarna)

  • PSD bervariasi dengan frekuensi
  • Kemiringan naik: lebih banyak energi pada frekuensi tinggi
  • Kemiringan menurun: lebih banyak energi pada frekuensi rendah (umum pada mesin)
  • Kemiringan menunjukkan distribusi frekuensi energi

Puncak di PSD

  • Komponen frekuensi diskrit muncul sebagai puncak di atas level umum
  • Resonansi menunjukkan peningkatan daerah PSD
  • Dapat mengidentifikasi frekuensi dominan yang berkontribusi terhadap energi

Hubungan dengan RMS dan Energi Total

Total Energi dari PSD

  • Integrasikan PSD di seluruh rentang frekuensi
  • Hasil: Nilai kuadrat rata-rata
  • Akar kuadrat memberikan nilai RMS
  • RMS = √[∫ PSD(f) df]

Energi dalam Pita Frekuensi

  • Integrasikan PSD pada rentang frekuensi tertentu
  • Memberikan energi pada pita itu
  • Berguna untuk menilai kontribusi rentang frekuensi yang berbeda

Keuntungan PSD

Resolusi Kemerdekaan

  • Nilai PSD sebanding tanpa memandang resolusi FFT
  • Memungkinkan perbandingan data historis dengan pengaturan yang berbeda
  • Menstandarkan analisis di berbagai instrumen

Representasi Energi

  • Secara langsung mewakili distribusi energi getaran
  • Nilai kuadrat menekankan frekuensi dominan
  • Alami untuk analisis berbasis energi

Kerangka Statistik

  • PSD adalah dasar dari teori getaran acak
  • Memungkinkan analisis probabilistik
  • Mendukung prediksi umur kelelahan dari pembebanan acak

Kapan Menggunakan PSD

Gunakan PSD Saat:

  • Menganalisis getaran atau kebisingan acak
  • Membandingkan data dengan bandwidth analisis yang berbeda
  • Mengikuti spesifikasi pengujian dalam format PSD
  • Mengkarakterisasi proses pita lebar
  • Diperlukan analisis berbasis energi

Gunakan Spektrum Amplitudo Ketika:

  • Diagnostik mesin rutin
  • Mengidentifikasi frekuensi kesalahan diskrit
  • Komponen spesifik yang sedang tren
  • Nilai amplitudo secara langsung bermakna

Kepadatan Spektral Daya (PSD) merupakan konsep fundamental dalam analisis getaran acak dan menyediakan karakterisasi spektral yang independen terhadap bandwidth. Meskipun kurang umum digunakan dibandingkan spektrum amplitudo untuk diagnostik mesin rutin, PSD sangat penting untuk aplikasi getaran acak, analisis derau, dan situasi apa pun yang memerlukan perbandingan spektrum yang diukur dengan parameter analisis yang berbeda atau dari instrumen yang berbeda.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp