ტრიბოელექტრული ხმაურის გაგება
ტრიბოელექტრული ხმაური ელექტრული ჩარევის ფორმაა, რომელსაც შეუძლია ვიბრაციული სიგნალების დაბინძურება, განსაკუთრებით პიეზოელექტრული სიგნალების. აქსელერომეტრები. ეს არის დაბალი სიხშირის, არამეორებადი ხმაური, რომელიც გენერირდება თავად სენსორის კაბელში, როდესაც კაბელი ექვემდებარება მექანიკურ მოძრაობას — მოხრას, დახრას ან დარტყმას. რადგან ეს ხმაური არაფერი საერთო არ აქვს რეალურ ვიბრაცია მექანიზმის, რომელმაც შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული საზომი შეცდომები, თუ ის არ არის გაგებული და კონტროლირებადი.
1. განმარტება: რა არის ტრიბოელექტრული ხმაური?
ტრიბოელექტრული ხმაური საუკეთესოდ შეიძლება განვიხილოთ, როგორც თვითგენერირებადი არტეფაქტი: სიგნალის გადამტანი კაბელი, როდესაც ის მოძრაობს, ასევე ქმნის საკუთარ, ყალბ სიგნალს. ის ყველაზე პრობლემურია პიეზოელექტრული აქსელერომეტრები რადგან მათი გამომავალი არის უმცირესი ელექტრული მუხტი, რომელიც გადაეცემა ძალიან მაღალი იმპედანსის გამაძლიერებელს, და ამ გამაძლიერებელს არ შეუძლია ერთმანეთისგან განასხვავოს ნამდვილი მუხტი და მანქანის მიერ წარმოქმნილი, კაბელში არსებული შემთხვევითი მუხტი. დაბინძურება რეალურია, მაგრამ მანქანა, რომელსაც ეს აღწერს, სულაც არ ვიბრირებს ასე.
2. მიზეზი: ტრიბოელექტრული ეფექტი
ხმაური წარმოიქმნება იმით, რომ ტრიბოელექტრული ეფექტი — იგივე ფიზიკა, რომელიც სტატიკურ ელექტროენერგიას წარმოქმნის, როდესაც ერთმანეთს უხახუნებთ ორ განსხვავებულ მასალას და შემდეგ აშორებთ. ტიპური კოაქსიალური აჩქარების სენსორის კაბელი შედგება ცენტრალური გამტარისა, დიელექტრიკული (იზოლაციის) ფენის და გარე ნაქსოვი ფარდისგან.
კაბელის მოხრისას, დიელექტრიკი და გარე ფარი ერთმანეთს ეხახუნებიან და სცილდებიან, რითაც მცირე სტატიკურ მუხტს წარმოქმნიან. ეს მუხტი კაბელის ტევადობაზე ძაბვის სახით ჩნდება, და სენსორთან დაკავშირებული მაღალმგრძნობიარე გამაძლიერებელი — იქნება ეს გარე დამუხტვის გამაძლიერებელი ან-ის შიდა ელექტრონიკა IEPE აქსელერომეტრი — მას ერთგულად აღრიცხავს. შედეგად მიიღება დაბალი სიხშირის “გრუხუნი” ან ყალბი ძაბვის მკვეთრი მატება, რომელიც ნამდვილი ვიბრაციული სიგნალის ზემოდან ედება.
3. ტრიბოელექტრული ხმაურის მახასიათებლები
ტრიბოელექტრულ ხმაურს აქვს ამოსაცნობი კვალი, რაც მთავარია მისი ნამდვილი მანქანური ხარვეზისგან განსასხვავებლად:
- დაბალი სიხშირე: ის უმეტესად დაბალი სიხშირის ფენომენია, რომელიც, როგორც წესი, 10 ჰც-ზე დაბლა გვხვდება.
- ყალბი მწვერვალები: ის ხშირად ჩნდება როგორც შემთხვევითი, მაღალი ამპლიტუდის მქონე მწვერვალები დროის ტალღის ფორმა რომელიც ემთხვევა კაბელის მოძრაობას.
- “სკი-პისტის” სპექტრი: ში FFT სპექტრი ის მკვეთრად ზრდის ხმაურის ფონს ძალიან დაბალ სიხშირეებზე და შემდეგ სიხშირის ზრდასთან ერთად კლებულობს, რაც ქმნის კლასიკურ დაღმავალ “სკი-საფერხულის” ფორმას. (იგივე ფორმა შეიძლება ასევე წარმოიქმნას ინტეგრაციის ან სენსორის დასტაბილურების შედეგად, ამიტომ მიზეზი უნდა დადასტურდეს.)
- არ არის განმეორებადი: ხმაური არ არის სინქრონული მუხტის ბრუნვასთან და არ მეორდება მომდევნო გაზომვებს შორის — რეალური დეფექტისგან განსხვავებით, რომელიც ყოველ ჯერზე მეორდება.
4. რატომ არის ეს პრობლემა
ტრიბოელექტრული ხმაური გვხვდება ზუსტად იმ სიხშირულ დიაპაზონში, სადაც განთავსებულია ყველაზე მნიშვნელოვანი დიაგნოსტიკური ინფორმაცია. მას შეუძლია დაფაროს მანქანის ნამდვილი დაბალი სიხშირის სიგნალები, რაც განსაკუთრებით საზიანოა დაბალი სიჩქარის აღჭურვილობაზე, სადაც ძირითადი ხარვეზის ნიშნები — დისბალანსი and არასწორი განლაგება -ზე 1× სირბილის სიჩქარე — უკვე ეცემა 10 ჰც-ს ტოლი ან მასზე ნაკლები სიხშირეების დიაპაზონში. ხმაური ან შეიძლება ფარავდეს ამ ნამდვილ კომპონენტებს, ან მათთვის შეცდომით მიეწეროს, და ორივე შემთხვევაში ეს პირდაპირ მცდარ დიაგნოზამდე მიგვიყვანს: ჯანმრთელი მანქანა, რომელიც გაუმართავად იქნება აღნიშნული, ან რეალური ხარვეზი, რომელიც ცრუ იატაკქვეშ იქნება დამარხული. რადგან მაღალი სიხშირის გამტარი სიგნალის ფილტრაცია იმისათვის, რომ ასევე წაიშალოს ძალიან დაბალი სიხშირის მონაცემები, რომელთა შენარჩუნებასაც ცდილობთ, ხმაური უნდა აღიკვეთოს წყაროში და არა მოგვიანებით გაფილტრული იქნას.
5. ტრიბოელექტრული ხმაურის თავიდან აცილება
ტრიბოელექტრული ხმაური ვიბრაციულ სამუშაოებში ერთ-ერთი ყველაზე თავიდან აცილებადი საზომი შეცდომაა. მისი კონტროლი ხდება კაბელის სწორი შერჩევით და, უპირველეს ყოვლისა, საგულდაგულო მონტაჟით:
- გამოიყენეთ მაღალი ხარისხის, დაბალი ხმაურის კაბელი. სანდო სენსორების მწარმოებლები გვთავაზობენ სპეციალურ “დაბალი ხმაურის” კაბელს, რომელსაც დიელექტრიკისა და გარე დაფარვის შუა სივრცეში გამტარი გრაფიტის ფენა აქვს. ეს ფენა დრენაჟის როლს ასრულებს, გამოყოფს სტატიკურ მუხტს მისი დაგროვებამდე და მკვეთრად ამცირებს ტრიბოელექტრულ ეფექტს.
- დაამაგრეთ კაბელი. ეს არის ყველაზე მნიშვნელოვანი პრაქტიკული ნაბიჯი. მყარად შეკარით ან შეაწებეთ კაბელი მანქანის ზედაპირზე, სენსორთან რაც შეიძლება ახლოს, ისე, რომ ის ირხეოდეს. თან მაشینა კი დამოუკიდებლად არ იღუნება და არ ირხევა. მოშვებული რგოლები და ჩამოკიდებული ნაწილები ხმაურის მთავარი წყაროა — კაბელების კარგი მართვა კარგი სენსორის ნაწილია მონტაჟი.
- მოერიდეთ კაბელის დარტყმებს. გაიყვანეთ კაბელი მბრუნავი ღერძების, ვენტილატორის ფრთებისა და სხვა მოძრავი ნაწილებისგან მოშორებით, რომლებმაც შეიძლება მას დაარტყან ან გააწიწკნონ.
- სწორად დაფქეთ. მიუხედავად იმისა, რომ დამიწება პირდაპირ არ ეხება ტრიბოელექტრულ ეფექტს, სენსორისა და კაბელების მწარმოებლის დამიწების ინსტრუქციების დაცვა თავიდან გვაცილებს სხვა ელექტრომაგნიტური ხმაურის პრობლემებს, როგორიცაა დამიწების წრედები, და ინარჩუნებს სიგნალის საერთო სისუფთავეს.
სწორი კაბელისა და — რაც მთავარია — სათანადოდ დამაგრებული გაყვანილობის შემთხვევაში, ტრიბოელექტრული ხმაურის ეფექტების თითქმის სრულად აღმოფხვრაა შესაძლებელი, რაც უფრო სუფთა და საიმედო დაბალი სიხშირის ვიბრაციულ მონაცემებს გვაძლევს. იგივე სიზუსტე ამართლებს, როდესაც გადადიხართ მდგომარეობის მონიტორინგი აქტიურ კორექციაში: როდესაც პორტატული ანალიზატორი, როგორიცაა ბალანსეტი-1ა ზომავს 1× ამპლიტუდსა და ფაზას ველის ბალანსირება, ხმაურისგან თავისუფალი დაბალი სიხშირის სიგნალი სწორედ ის არის, რაზეც ფაზის გამოთვლაა დამოკიდებული.
