복조(포락선 분석) 이해

정의: 복조란 무엇인가?

진동 분석의 맥락에서, 복조 기계의 고주파 진동 신호 내에 "숨겨진" 반복적이고 저주파적인 충격을 감지하는 데 사용되는 강력한 신호 처리 기술입니다. 흔히 알려진 용어인 봉투 분석두 용어는 종종 같은 의미로 사용됩니다.

이 기술은 "캐리어" 신호 역할을 하는 고주파 진동 대역을 분리한 후, 해당 신호의 "포락선"을 추출하는 방식으로 작동합니다. 이 포락선은 베어링이나 기어의 미세한 결함으로 인해 발생하는 것과 같은 반복적인 충격의 근본적인 저주파 패턴을 드러냅니다.

복조 과정

복조에는 3단계 프로세스가 포함됩니다.

1. 대역 통과 필터링: 먼저, 원시 진동 신호를 고주파 대역 통과 필터(BPF)를 통과시킵니다. 이를 통해 불균형이나 정렬 불량과 같은 강한 저주파 진동은 제거되고, 베어링이나 기어 충격으로 인한 응력파가 구조적 공진을 유발하는 고주파 영역에만 집중적으로 신호가 집중됩니다.
2. 정류: 필터링된 고주파 신호는 정류됩니다. 이 과정을 통해 파형의 음수 부분이 양수 부분으로 바뀌어, 사실상 절대 진폭을 나타내는 신호가 생성됩니다.
3. 저역 통과 필터링(포괄): 마지막으로, 이 정류된 신호는 저역 통과 필터를 통과합니다. 이를 통해 고주파 공진 "캐리어" 신호가 평활화되고, 정류된 신호의 피크를 따라가는 저주파 "포락선"만 남게 됩니다. 이렇게 생성된 포락선 신호는 기본 임팩트의 반복률을 직접적으로 나타냅니다.

그런 다음 이 최종 포락선 신호에 대해 FFT를 수행합니다. 포락선 스펙트럼 또는 복조 스펙트럼이라고 하는 결과 스펙트럼은 베어링 또는 기어 부품의 정확한 고장 주파수에서 선명한 피크를 보여줍니다.

왜 복조가 그렇게 효과적인가?

복조는 충격 신호를 처리하는 방식 때문에 조기 결함 감지에 가장 중요한 기술 중 하나입니다.

• 조기 경고: 베어링 레이스의 작은 스폴이 구름 요소에 부딪히면 작고 에너지가 낮은 충격이 발생합니다. 이 충격은 기계 구조가 고유 진동수에서 "울림"을 일으키면서 매우 짧고 고주파의 진동을 발생시킵니다.
• 신호와 노이즈 분리: 일반 FFT 스펙트럼에서 이러한 초기 단계 충격으로 인한 소량의 에너지는 저주파 진동으로 인한 엄청난 에너지에 완전히 묻힙니다. 불균형.
• 반복률에 초점을 맞춰: 복조는 강력한 저주파 신호를 무시합니다. 고주파 "링잉", 그리고 가장 중요한 것은 그 링잉의 *반복률*에 초점을 맞춥니다. 이 반복률은 베어링 또는 기어 고장 주파수(예: BPFO, BPFI, BSF, GMF)와 직접적으로 연관됩니다.

응용 프로그램

복조의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 구름 베어링 분석: 이는 볼 베어링과 롤러 베어링의 결함을 탐지하고 진단하는 확실한 방법으로, 종종 결함이 심각해지기 몇 달 전에 경고를 제공합니다.
• 기어박스 분석: 이 센서는 기어의 회전 속도의 1배에서 변조된 스펙트럼으로 명확한 충격 신호를 생성하여 기어 이빨의 균열이나 파손과 같은 문제를 감지하는 데 매우 효과적입니다.
• 기타 영향을 미치는 사건: 또한, 증기 트랩의 개폐나 왕복 엔진 밸브 타이밍 문제 등 다른 반복적인 충격 현상을 감지하는 데 사용할 수도 있습니다.

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