Memahami Filter Pelacakan
Definisi: Apa itu Filter Pelacakan?
Filter pelacakan (juga disebut filter pelacakan pesanan atau filter sinkron) adalah filter bandpass sempit di analisis getaran Instrumen yang secara otomatis menyesuaikan frekuensi pusatnya agar mengikuti kelipatan (urutan) kecepatan putar mesin. Misalnya, "filter pelacakan 1×" terus melacak frekuensi kecepatan lari, menyaring semua frekuensi lain, dan hanya melewatkan komponen fundamental 1×. Demikian pula, filter pelacakan 2× dan 3× mengikuti dua kali dan tiga kali kecepatan lari.
Filter pelacakan adalah alat penting untuk menganalisis peralatan kecepatan variabel, transien startup/coastdown, dan untuk mengisolasi komponen pesanan tertentu dalam analisis pesanan. Mereka memungkinkan pengukuran amplitudo dan fase komponen sinkron bahkan saat kecepatan mesin berubah.
Cara Kerja Filter Pelacakan
Prinsip Dasar
- Referensi Kecepatan: Tachometer atau keyphasor menyediakan pulsa sekali per putaran
- Perhitungan Frekuensi: Instrumen menghitung frekuensi rotasi sesaat dari takometer
- Perkalian Urutan: Mengalikan frekuensi rotasi dengan nomor urut (1, 2, 3, dst.)
- Pemusatan Filter: Filter bandpass sempit yang berpusat pada frekuensi yang dihitung
- Penyesuaian Berkelanjutan: Saat kecepatan berubah, frekuensi filter dilacak secara terus-menerus
- Keluaran: Sinyal yang difilter hanya berisi komponen pesanan yang dipilih
Karakteristik Filter
- Lebar pita: Biasanya ±2-10% dari frekuensi tengah
- Kesempitan: Menolak frekuensi di dekatnya secara efektif
- Tingkat Pelacakan: Dapat mengikuti kecepatan yang berubah dengan cepat
- Beberapa Filter: Instrumen modern menyediakan pelacakan beberapa pesanan secara bersamaan
Aplikasi
1. Analisis Startup dan Coastdown
Aplikasi utama untuk filter pelacakan:
- Lacak 1× amplitudo dan fase vs. kecepatan selama transien
- Menghasilkan Plot pertanda (amplitudo dan fase vs. kecepatan)
- Mengenali kecepatan kritis dari puncak amplitudo
- Ukuran pembasahan dari lebar puncak resonansi
- Lacak 2×, 3× secara bersamaan untuk mengidentifikasi beberapa mode
2. Analisis Peralatan Kecepatan Variabel
- Pertahankan pengukuran berbasis pesanan meskipun ada variasi kecepatan
- Motor penggerak VFD dengan kecepatan yang bervariasi secara terus menerus
- Turbin angin dengan kecepatan angin yang bervariasi
- Peralatan proses dengan perubahan kecepatan tergantung beban
- Memungkinkan tren yang konsisten terlepas dari fluktuasi kecepatan
3. Menyeimbangkan
- Lacak komponen 1× selama menyeimbangkan prosedur
- Saring komponen non-1× untuk pengukuran yang lebih bersih
- Pengukuran fase pada frekuensi 1× saja
- Meningkatkan akurasi dengan menolak sumber getaran lainnya
4. Analisis Spesifik Pesanan
- Pisahkan pesanan tertentu untuk studi mendetail
- Contoh: Lacak 2× untuk memantau perkembangan ketidakselarasan
- Urutan lintasan bilah lintasan pada kipas/pompa
- Komponen frekuensi yang tumpang tindih terpisah
Keuntungan Filter Pelacakan
Kecepatan Kemandirian
- Pengukuran bermakna terlepas dari variasi kecepatan
- Bandingkan data dari kecepatan yang berbeda pada basis yang sama (urutan)
- Penting untuk peralatan tanpa kecepatan konstan
Isolasi Komponen
- Memisahkan urutan tertentu dari semua frekuensi lainnya
- Sinyal yang lebih bersih daripada FFT spektrum penuh
- Rasio sinyal terhadap noise yang lebih baik untuk komponen pesanan
- Memungkinkan pengukuran amplitudo dan fase yang tepat
Analisis Transien
- Lacak komponen melalui perubahan kecepatan
- Pengukuran berkelanjutan selama akselerasi/deselerasi
- Tidak memerlukan kondisi steady-state
- Mengungkapkan perilaku yang bergantung pada kecepatan
Keterbatasan dan Pertimbangan
Membutuhkan Takometer
- Referensi kecepatan yang akurat sangat penting
- Kualitas sinyal takometer memengaruhi kinerja filter
- Tidak dapat digunakan pada peralatan tanpa referensi kecepatan
- Pulsa sekali per revolusi harus dapat diandalkan
Hanya Melacak Komponen Sinkron
- Kesalahan non-sinkron tidak tertangkap (kebanyakan cacat bantalan)
- Frekuensi listrik tidak dilacak
- Getaran acak disaring
- Harus menggunakan analisis komplementer untuk diagnosis lengkap
Kompromi Bandwidth Filter
- Filter Sempit: Penolakan frekuensi yang berdekatan lebih baik tetapi respons yang lebih lambat terhadap perubahan kecepatan
- Filter Lebar: Pelacakan lebih cepat tetapi mungkin mencakup komponen di dekatnya
- Optimal: Biasanya bandwidth 5-10% untuk sebagian besar aplikasi
Filter Pelacakan vs. FFT
| Fitur | Analisis FFT | Filter Pelacakan |
|---|---|---|
| Persyaratan Kecepatan | Bekerja pada kecepatan apa pun | Membutuhkan takometer |
| Variasi Kecepatan | Membutuhkan kecepatan yang stabil | Menangani berbagai kecepatan |
| Informasi | Spektrum penuh, semua frekuensi | Hanya untuk satu pesanan |
| Sesar Non-Sinkron | Mendeteksi semua kesalahan | Kehilangan non-sinkron |
| Analisis Transien | Sulit | Bagus sekali |
| Terbaik Untuk | Diagnostik umum, kondisi stabil | Analisis kecepatan kritis, kecepatan variabel |
Implementasi Modern
Filter Pelacakan Digital
- Filter berbasis perangkat lunak dalam analisis modern
- Beberapa pesanan simultan (1×, 2×, 3× secara bersamaan)
- Bandwidth yang dapat disesuaikan
- Tampilan waktu nyata selama transien
Integrasi Analisis Pesanan
- Filter pelacakan sebagai dasar analisis pesanan yang komprehensif
- Spektrum orde penuh diekstraksi (semua orde secara bersamaan)
- Peta warna yang menunjukkan urutan vs. kecepatan
- Deteksi kecepatan kritis otomatis dari data pelacakan pesanan
Filter pelacakan merupakan alat yang khusus namun canggih dalam analisis getaran, terutama untuk dinamika rotor dan peralatan berkecepatan variabel. Dengan tetap fokus pada perintah tertentu meskipun terjadi perubahan kecepatan, filter pelacakan memungkinkan analisis transien dan pemantauan komponen yang tidak bergantung pada kecepatan, yang tidak mungkin dilakukan dengan teknik FFT standar. Filter pelacakan ini penting untuk identifikasi kecepatan kritis dan diagnostik mesin tingkat lanjut.