Сигналды сүзуді түсіну
Сигналды сүзу — дірілді талдауда қолданылатын маңызды сигнал өңдеу тәсілі vibration analysis сигналдан қажетсіз жиілік құрамдастарын жою немесе қызығушылық тудыратын нақты жиіліктерді бөліп алу үшін. Сүзгі — бұл белгілі жиіліктерді “өткізетін”, ал басқаларын кесетін немесе өшіретін электрондық тізбек немесе бағдарламалық алгоритм. Ол пән ішіндегі тыныш жұмыс атының бірі: сүзу әрбір сандық вибрация анализаторына ішінде үздіксіз жұмыс істейді — талданатын деректердің тазалығын, дәлдігін және диагностикалық міндетке сәйкестігін қамтамасыз ету үшін.
1. Анықтама: сигналды сүзу дегеніміз не?
Кез келген шикі дірілдік өлшем — қажетті сигналдардың және қажетсіз сигналдардың қоспасы: сенсор шуы, конструктивтік резонанстар, электрлік шу және ағымдағы тапсырмаға мүлдем қатысы жоқ жиілік диапазондарының энергиясы. Сүзгі өзінің кесу жиілігімен (өшіруді бастайтын нүктесімен) және оның roll-off (осы нүктеден тыс өшіру тіктігімен) сипатталады. Сүзудің шеберлігі — сигналдың диагностикалық мазмұнын өткізіп, оны жасыратын барлық нәрсені басып тастауда. Дұрыс орындалса — ол көзге көрінбейді; дұрыс орындалмаса — іздеген ақауыңызды жасырып қалуы мүмкін.
2. Дірілді талдаудағы сүзгілердің негізгі түрлері
Сигнал өңдеуде қолданылатын төрт негізгі сүзгі түрі бар, олардың әрқайсысы талдағыштың’ сигнал тізбегінде арнайы рөл атқарады:
- Төменгі жиілікті сүзгі: төмен жиіліктерді өткізеді, жоғары жиіліктерді кеседі. Сигналдың өшіре бастайтын жиілігі — кесу жиілігі деп аталады.
- Жоғары жиілікті сүзгі: төменгі жиілікті сүзгінің кері нұсқасы — жоғары жиіліктерді өткізіп, төмен жиіліктерді кеседі.
- Жолақты өткізетін сүзгі: белгілі бір жиілік жолағын немесе диапазонын өткізеді, ал одан төмен және жоғары жиіліктерді кеседі. Іс жүзінде бұл жоғары жиілікті және төменгі жиілікті сүзгілердің бірге жұмыс жасауы болып табылады.
- Band-Stop (or Notch) Filter: жолақтық сүзгінің керісінше — ол жиіліктердің тар жолағын бөгеп, қалғандарының барлығын өткізеді. Notch сүзгі желілік жиіліктегі электрлік кедергі сияқты бір ғана нақты жиілікті алып тастау үшін қолданылатын ең тиімді құрал болып табылады.
3. Сүзгілеудің негізгі қолданыс салалары
Тербеліс анализаторларында сүзгілер бірнеше маңызды мақсатта қолданылады.
a) Бүркемелеуге қарсы сүзгілер
Бұл сүзгілеудің ең маңызды қолданысы деп айтуға болады. Бүркемелеуге қарсы сүзгі — аналогтық сигналға қолданылатын тік төмен өткізгіш сүзгі before оны цифрлауға дейін. Оның мақсаты — пайдаланушы өлшеу үшін таңдаған максималды жиіліктен (Fmax) жоғары барлық жиілік мазмұнын жою.
Бұл алдын алу үшін өте маңызды aliasing, цифрлық сигналды өңдеудегі елеулі қате: бұл кезде жоғары жиіліктер “бүктеліп”, өздерін төменгі жиіліктер ретінде жасырады және толықтай дұрыс емес нәтиже береді spectrum жақсы деректерден. Бүркемелеу деректер іріктелгеннен кейін жойыла алмайды — жалған шыңдарды нақтыларынан ажырату мүмкін емес — сондықтан бүркемелеуге қарсы сүзгі түрлендіргішке дейін аналогтық аймақта жұмыс істеуі тиіс. Бұл барлық цифрлық тербеліс деректерінің тұтастығын қамтамасыз ететін жалғыз компонент болып табылады.
б) Интеграция және дифференциация
Тербеліс үдеу, жылдамдық немесе ығысу ретінде өлшенеді. Ал accelerometer ең кең таралған датчик болып табылса да, талдаушы деректерді жиі жылдамдық тұрғысынан қарастырғысы келеді, бұл анализаторға үдеу сигналын интеграциялауды талап етеді. Интеграция өте төмен жиілікті шуды — нөл Гц-ке қарай күрт өсетін таныс “шаңғы беткейін” — қатты күшейтеді. Жоғары өткізгіш сүзгі интеграцияға дейін осы шуды жояды және таза, пайдалануға жарамды жылдамдық немесе ығысу спектрін береді. Кері операция — дифференциация — керісінше тенденцияға ие болып, жоғары жиілікті шуды күшейтеді.
в) Конверттік талдау (демодуляция)
Конверт талдамасы, анықтаудың негізгі әдісі төлеген сәтсіздіктер, сүзгілеуге айтарлықтай сүйенеді. Процесс мыналарды қамтиды:
- Using a құрамалық сүзгі мойынтіректің соққы сигналдары — және олар қоздыратын конструктивтік резонанстар — болатын жоғары жиілікті жолақты бөліп алу үшін.
- Соққылардың қайталану жиілігін (“конвертін”) бөліп алу үшін бұл сүзгіленген сигналды демодуляция арқылы өңдеу.
- Мойынтірек ақауының жиіліктерін анықтау үшін осы конверт сигналының спектрін талдау.
Жолақтық сүзгі мұнда жұмыс жылдамдығындағы тепе-теңсіздік сияқты жоғары энергиялы, төмен жиілікті сигналдарды жою үшін өте маңызды — олар болмаса, өте аз, төмен энергиялы мойынтірек ақауының сигналдарын қауіпті өлшемге жетпей-ақ басып кетер еді.
г) Диагностикалық сүзгілеу
Талдаушылар деректер жиналғаннан кейін диагностикаға көмектесу үшін цифрлық сүзгілерді де қолдана алады. Мысалы, жолақтық өткізу сүзгісі белгілі бір жиілік маңайындағы тербелісті оқшаулай алады тісті механизм торлау жиілігінде нақтырақ көру үшін sidebands дамып келе жатқан тісті дөңгелек ақаулығын анықтайтын белгілерді. Тәртіптік бақылау сүзгісі айнымалы жылдамдықты машиналарда ұқсас жұмыс атқарады: жылдамдық өзгерген кезде таңдалған жұмыс жылдамдығының еселігіне бекітіледі.
4. Далалық балансировкада сүзгілеу
Сүзгілеу тек диагностикалық көмекші құрал ғана емес — ол field balancing. Ротордың балансын теңестіру үшін аспап дәл 1× жұмыс жылдамдығындағы тербелісті бөліп алып, қалғанның барлығын жоюы тиіс. Мысалы, Балансет-1А синхронды бақылау сүзгісін пайдаланады, ол өзінің tachometer, 1× амплитудасы мен phase кең жолақты шу жоғары болған кезде де анық өлшейді. Мұндай сүзгілеусіз түзету салмағын есептеу үшін қажет шағын, қайталанатын 1× вектор қоршаған шуда жоғалып кетер еді.
5. Қателіктер мен дұрыс тәжірибе
- Дәлелдерді сүзіп тастау: өте қатаң төменгі жиілікті өткізу параметрі подшипниктің алғашқы ақаулық белгілерін сақтайтын жоғары жиілікті мазмұнды жоюы мүмкін. Іздеген ақауыңызға сәйкес Fmax мәнін таңдаңыз.
- Фазалық бұрмалану: сүзгілер кесу жиілігі маңайында сигналдың фазасын жылжытады. Фаза маңызды болған жерде — балансировка, orbit графиктері — жақсы сипаттамалы, сызықтық фазалық жауабы бар сүзгі міндетті болып табылады.
- Жолақты ұмыту: конвертті талдауда подшипник энергиясын тасымалдайтын резонанстан ауытқыған жолақтық өткізу орталығын таңдау тегіс, пайдасыз конвертті спектр береді.
