Вейвлет-талдауды түсіну
Толқындық талдау — талдау үшін қолданылатын кеңейтілген сигналдарды өңдеу әдісі vibration жиілік мазмұны уақыт бойынша өзгеретін сигналдар. Тұрақты жиілік мазмұны бар тұрақты сигналдарға ең қолайлы дәстүрлі Жылдам Фурье түрлендіру (FFT)әдісінен айырмашылығы, вейвлет-талдау өтпелі оқиғаларды, соққыларды және тұрақты емес басқа да мінез-құлықтарды тиімді анықтайды. Бұл діріл диагностикасы жабдықтарының мамандандырылған құралы — стандартты spectrum falls short.
Ол сигналды «вейвлеттер» деп аталатын базалық функциялар жиынына ыдырату арқылы жұмыс жасайды. Әрбір вейвлет — уақыт пен жиіліктің екеуінде де оқшауланған қысқа, тербелмелі толқын тәрізді пакет. Осы қос оқшаулану — яғни what frequency and when — бұл әдістің өзіне тән күшін беретін нәрсе.
1. Анықтама: Вейвлет-талдау дегеніміз не?
Most everyday vibration analysis машинаның тұрақты жылдамдықта және жүктемеде жұмыс істейді деп болжайды, сондықтан оның діріл сигналы “стационарлы” болып саналады және жалғыз спектр оны жеткілікті дәрежеде сипаттайды. Алайда ең маңызды ақауларының көпшілігі мүлде тұрақты емес: олар бір айналым ішінде пайда болып жоғалатын қысқа энергетикалық импульстер болып табылады. Вейвлет-талдау дәл осындай сигналдарға арналған. Ол тек барлық жазба бойынша қандай жиіліктердің бар екенін анықтап қана қоймай, әртүрлі өлшемдегі вейвлеттерді сигнал бойымен жылжыта отырып, time waveformолардың әрқайсысының сигналға әр сәтте қаншалықты сәйкес келетінін өлшейді. Қысқа, жоғары жиілікті вейвлеттер уақыт бойынша күрт соққыларды дәл анықтайды; ұзын, төмен жиілікті вейвлеттер жиілік бойынша баяу компоненттерді ажыратады.
2. Вейвлет-талдау мен ЖФТ салыстыруы
Вейвлет-талдаудың мәнін түсіну үшін ЖФТ-ның шектеулілігіне назар аудару пайдалы болады:
- ЖФТ (Жылдам Фурье түрлендіруі): ЖФТ сізге қандай what жиіліктердің бар екенін айтады, бірақ олардың when қашан орын алғаны туралы ешқандай ақпарат бермейді. Ол бүкіл жазбаны бір мезгілде талдайды, тамаша frequency жиілік ажыратымдылығын қамтамасыз етеді, бірақ уақыт ажыратымдылығы мүлде болмайды.
- Вейвлет-талдау: вейвлет-талдау қандай жиіліктердің бар екенін де, олардың қашан орын алғанын да айтады. Ол сигналдың “уақыт-жиілік” картасын жасайды және спектрлік мазмұнның өлшем барысында қалай өзгеретінін көрсетеді.
Жарылған тісті берілістен қысқа “шерт” дыбысын қамтитын сигналды елестетіп көріңіз. ЖФТ кең жолақты энергияның аздаған өсуін ғана көрсетуі мүмкін, себебі шерт дыбысы бүкіл жазба бойынша орташаланып кетеді. Вейвлет-талдау, керісінше, шерт дыбысы орын алған дәл сол сәтте жоғары жиілікті энергияның импульсін анық көрсететін график жасайды. Практикалық артықшылығы осында: ол ЖФТ жойып жіберетін оқиғалардың уақытылық ақпаратын сақтайды. Бұл тәсіл өзінің идеясымен тікелей байланысты order analysisөйткені ол да қарапайым тұрақты жиілік суреті бұзылатын сигналдарды қарастырады.
3. Скалограмма: Уақыт-жиілік картасы
Вейвлет-талдаудың ең жиі кездесетін нәтижесі — scalogram (немесе ұқсас уақыт-жиілік графигі) — 2D түсті карта, онда:
- X осі уақытты білдіреді.
- Y осі жиілікті (немесе масштабты) білдіреді.
- Түс amplitude немесе сол нақты уақыт пен жиіліктегі тербелістің энергиясы.
Бұл визуализация стандартты спектрде жасырылып қалатын өтпелі оқиғаларды оңай анықтауға мүмкіндік береді. Скалограммадағы “ыстық” түстің тік сызығы, мысалы, дәл бір сәтте болған соққы сияқты кең жолақты оқиғаны белгілейді — бұл жергілікті, қайталанбалы ақаудың көрнекі іздік белгісі. Тұжырымдамалық тұрғыдан скалограмма басқа кеңейтілген дисплейлерді толықтырады, мысалы waterfall plot, бұл спектрдің көптеген дәйекті орташалар немесе жылдамдықтар арасында қалай өзгеретінін бақылайды.
4. Вибрация диагностикасындағы қолдану
Вейвлет-талдау әдетте күнделікті вибрациялық бақылауүшін қолданылмайды, бірақ ол нақты жағдайларда кеңейтілген диагностика үшін қуатты құрал болып табылады:
- Редуктор талдауы: бір айналым сайын айқын соққы тудыратын жалғыз жарылған немесе сынған тіс сияқты жергілікті ақауларды анықтауда өте тиімді.
- Bearing Defect Analysis: домалау элементінің spallүстінен өтуінен туындаған жекелеген соққыларды анықтай алады, әсіресе дәстүрлі конвертті анализы қиын болатын өте төмен жылдамдықтағы механизмдерде.
- Өтпелі Оқиға Analysis: жылдамдық пен тербеліс сипаттамалары үнемі өзгеретін машинаны іске қосу, тоқтату немесе кез келген процестен алынған сигналдар үшін өте қолайлы.
- Конструкциялық Талдау: конструкцияның соққыға реакциясын талдауға пайдалы — bump test — оның damping and табиғи жиіліктерін.
5. Практикалық қолданыс және шектеулер
Вейвлет-талдау FFT-ке қарағанда есептеу жағынан күрделірек, ал скалограмманы түсіндіру сызықтық спектрді оқудан гөрі көбірек тәжірибені қажет етеді. Осы себептерден ол күнделікті әдістерді алмастырмай, олармен қатар қолданылады. Күнделікті ақауларды анықтауда FFT спектріне, жалпы деңгейлерге және конверттік талдауға арқа сүйеледі; вейвлеттер осы құралдар әдеттен тыс нәрсені тіркегенде, бірақ оны уақыт бойынша жергілендіре алмағанда қолданылады. Далалық жағдайда деректер тікелей портативті аспапта жиналады — мысалы екі арналы анализатор Балансет-1А жұмыс жылдамдығында машинаның өз подшипниктерінде жазылған жоғары сапалы уақыттық толқындарды жазады, кез келген кейінгі уақыт-жиілік зерттеуі осы деректерге негізделеді. Заманауи компьютерлік бағдарламалық жасақтама вейвлет-талдауды күрделі, тұрақты емес сигналдармен жұмыс жасайтын кеңейтілген аналитик үшін қолжетімді және бағалы ресурсқа айналдырды.
