オートスペクトルとは？シングルチャンネル周波数分析• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。 オートスペクトルとは？シングルチャンネル周波数分析• ポータブルバランサー、振動分析装置「Balanset」は、破砕機、ファン、粉砕機、コンバインのオーガー、シャフト、遠心分離機、タービン、その他多くのローターの動的バランス調整に使用されます。

オートスペクトルとは？シングルチャンネル周波数解析

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オートスペクトラムを理解する

定義: オートスペクトラムとは何ですか?

オートスペクトル （オートスペクトル、パワースペクトル、または単にスペクトルとも呼ばれる）は、単一の 振動 振動エネルギーの分布を示す信号または 振幅 周波数の関数として計算されます。 高速フーリエ変換（FFT） 信号のスペクトルを解析し、各周波数成分の振幅を表示します。「オートスペクトル」という用語は、2つの異なる信号を関連付けるクロススペクトルと区別するものであり、信号自身のスペクトルであることを強調しています。.

実際には、オートスペクトルは、多くの人が単に「スペクトル」または「FFTスペクトル」と呼んでいるもので、振動分析装置における標準的な周波数分析表示で、 アンバランス, ベアリング故障頻度, 、ギアメッシュ、その他の診断コンポーネント。これが技術的にはオートスペクトルであることを理解することは、クロススペクトルやその他の相関関数が作用するマルチチャンネル解析を行う際に重要になります。.

数学の基礎

計算方法

直接FFT

  • 時間信号のFFTを計算する
  • 各複素FFT成分の大きさを計算する
  • 振幅と周波数の表示
  • 最も一般的で簡単な

自己相関を介して

  • 信号の自己相関関数を計算する
  • 自己相関のFFTを取る
  • 結果は自動スペクトル (Wiener-Khinchin の定理)
  • 数学的には同等だが計算上は異なるルート

平均化

  • 連続時間記録から計算された複数の自己スペクトル
  • ノイズを減らし、統計的信頼性を向上させるために平均化されます
  • 標準: 機械診断の平均4～16
  • ランダム振動の平均値の増加（50～100以上）

特性と特徴

実数値

  • 自己スペクトルは常に実数（虚数部なし）
  • 大きさのみを表す。 段階 情報
  • 大きさの計算で位相が失われました
  • ほとんどのシングルポイント診断に十分

常にポジティブ

  • 値は常に ≥ 0 (大きさの2乗または大きさ)
  • 負のスペクトル値は持てない
  • エネルギーや力を表す（本質的にポジティブ）

対称（実信号の場合）

  • ナイキスト周波数を中心に対称な実信号の自己スペクトル
  • 負の周波数は正の周波数を反映する
  • 正の頻度のみ表示（すべての情報を含む）

機械診断におけるオートスペクトル

標準診断ディスプレイ

  • 技術者が「スペクトル」または「FFT」と呼ぶもの“
  • すべての振動周波数成分を表示します
  • ピークが特定され、断層の種類と一致した
  • 故障診断のための主要なツール

典型的な特徴

  • 1×ピーク： アンバランスまたはその他の1×ソース
  • 2×ピーク： ずれや緩み
  • ベアリング周波数: BPFO、BPFI、BSF、FTF
  • ギアメッシュ: 歯のかみ合い頻度
  • 電気: 2倍のライン周波数（120/100 Hz）
  • ノイズフロア: ランダムな振動とノイズによる背景レベル

オートスペクトラム vs. クロススペクトラム

オートスペクトラム（シングルチャンネル）

  • 1つの信号のスペクトル
  • 周波数コンテンツを表示
  • 位相情報なし
  • ほとんどの診断に十分
  • 標準的なシングルチャネルFFT

クロススペクトル（2チャンネル）

  • 2つの信号の関係
  • 共通周波数コンテンツを表示
  • 位相関係を含む
  • 伝達関数解析、コヒーレンスに使用される
  • 2つの同期チャネルが必要

平均化自動スペクトル

線形平均

  • 複数の自己スペクトルの算術平均
  • ランダムノイズの変動を低減
  • 真のスペクトルの推定精度を向上
  • 機械分析の標準

指数平均

  • 最近のスペクトルに重点を置いた加重平均
  • 変化する状況を追跡するのに便利
  • リアルタイム監視アプリケーション

ピークホールド（最大スペクトル）

  • 各周波数ビンは最大値を保持する
  • 過渡的な成分を捕捉する
  • 起動/シャットダウン分析に便利

表示形式

線形スケール

  • Y軸線形（mm/s、m/s²など）
  • 絶対値の読み取りが容易
  • 大きなピークが存在すると、小さなピークは見えなくなる可能性がある
  • 日常的な分析に共通

対数スケール（dB）

  • Y軸はデシベル（20 log（振幅/基準））
  • 広いダイナミックレンジが見える
  • 小さな山頂と大きな山頂の両方が見える
  • 研究と詳細な分析に共通

周波数軸

  • リニア： 機械の標準である等間隔のHz
  • 対数: 等オクターブ間隔、広い周波数範囲に便利

品質指標

スペクトル品質

  • クリーンスペクトラム: クリアなピーク、低いノイズフロア
  • ノイズスペクトル: バックグラウンドが高く、ピークが不明瞭
  • 平均化: ノイズを低減して品質を向上
  • 解決： 近いピークを分離するのに十分な

過負荷インジケーター

  • 取得中に信号過負荷をチェックする
  • 過負荷は偽のスペクトル成分を生成する
  • 過負荷が発生した場合は入力ゲインを調整する

オートスペクトルは、振動診断における基本的な周波数解析ツールであり、技術者が故障特定や状態評価に日常的に使用するシングルチャンネルFFTに相当します。「スペクトル」が技術的にはオートスペクトルであること、そしてそれがクロススペクトルやその他のスペクトル解析手法とどのように関連しているかを理解することで、高度なマルチチャンネル解析と包括的な機械診断の基盤が築かれます。.

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