Comprensione del filtraggio del segnale

1. Definizione: cos'è il filtraggio del segnale?

Filtraggio del segnale è una tecnica di elaborazione del segnale cruciale utilizzata in analisi delle vibrazioni Per rimuovere componenti di frequenza indesiderate da un segnale o per isolare specifiche frequenze di interesse. Un filtro è essenzialmente un circuito elettronico o un algoritmo software che consente a determinate frequenze di "passare" bloccandone o attenuandone altre.

Il filtraggio è ampiamente utilizzato nel digitale analizzatori di vibrazioni per garantire che i dati analizzati siano puliti, accurati e pertinenti all'attività diagnostica in questione.

2. Tipi comuni di filtri nell'analisi delle vibrazioni

Esistono quattro tipi fondamentali di filtri utilizzati nell'elaborazione del segnale:

1. Filtro passa-basso: Permette il passaggio delle basse frequenze ma blocca quelle alte. La frequenza alla quale il segnale inizia ad attenuarsi è chiamata "frequenza di taglio".
2. Filtro passa-alto: L'opposto di un filtro passa-basso. Lascia passare le alte frequenze ma blocca quelle basse.
3. Filtro passa-banda: Consente il passaggio di una banda o di un intervallo di frequenze specifico, bloccando sia le frequenze più basse che quelle più alte.
4. Filtro Band-Stop (o Notch): L'opposto di un filtro passa-banda. Blocca una specifica banda di frequenze, lasciando passare tutte le altre.

3. Applicazioni chiave del filtraggio

I filtri vengono utilizzati in diversi modi critici all'interno di un analizzatore di vibrazioni:

a) Filtri anti-aliasing

Questa è probabilmente l'applicazione più importante del filtraggio. filtro anti-aliasing è un filtro passa-basso molto ripido che viene applicato al segnale analogico *prima* che venga digitalizzato. Il suo scopo è rimuovere tutto il contenuto di frequenza superiore alla frequenza massima (Fmax) selezionata dall'utente per la misurazione.

Questo è essenziale per prevenire aliasing, un grave errore di elaborazione del segnale digitale in cui le alte frequenze si “ripiegano” e si mascherano da basse frequenze, portando a un risultato completamente errato spettroIl filtro anti-aliasing è un componente fondamentale che garantisce l'integrità di tutti i dati digitali sulle vibrazioni.

b) Integrazione e differenziazione

La vibrazione è misurata come accelerazione, velocità, O spostamento. Mentre un accelerometro è il sensore più comune, un analista spesso desidera visualizzare i dati in termini di velocità. Per fare ciò, l'analizzatore deve integrare il segnale di accelerazione. Questo processo di integrazione può amplificare notevolmente il rumore a bassissima frequenza (a volte chiamato effetto "pista da sci"). Un filtro passa-alto viene utilizzato per rimuovere questo rumore prima dell'integrazione, producendo uno spettro di velocità o spostamento pulito e utilizzabile.

C) Analisi dell'involucro (Demodulazione)

Analisi dell'involucro, la tecnica primaria per rilevare difetti dei cuscinetti, si basa fortemente sul filtraggio. Il processo prevede:

1. Utilizzando un filtro passa-banda per isolare una banda ad alta frequenza in cui sono presenti i segnali di impatto del cuscinetto.
2. Elaborazione di questo segnale filtrato per estrarre la frequenza di ripetizione (l'"inviluppo") degli impatti.
3. Analisi dello spettro di questo segnale di inviluppo per identificare le frequenze di guasto dei cuscinetti.

Il filtro passa-banda è fondamentale per rimuovere i segnali ad alta energia e bassa frequenza (come lo sbilanciamento) che altrimenti coprirebbero i segnali a bassa energia dei difetti dei cuscinetti.

d) Filtraggio diagnostico

Gli analisti possono anche applicare filtri digitali ai dati dopo la raccolta per facilitare la diagnosi. Ad esempio, potrebbero utilizzare un filtro passa-banda per isolare le vibrazioni attorno a una specifica frequenza di accoppiamento degli ingranaggi, per ottenere una visione più chiara. bande laterali.

← Torna all'indice principale