스펙트럼 분석 이해

1. 정의: 스펙트럼 분석이란 무엇입니까?

스펙트럼 분석 복잡한 신호를 받아들이는 과정입니다. 시간 파형 진동 센서에서 얻은 신호를 개별 주파수 성분으로 분해하는 과정입니다. 스펙트럼 분석의 주요 목표는 신호를 시간 영역(시청 진폭 대 시간)에서 주파수 영역(시청 진폭 대 주파수)으로 변환하는 것입니다.

이 프로세스의 출력은 다음과 같습니다. 스펙트럼 (복수형: 스펙트럼)은 각 특정 주파수에서 진동의 진폭을 보여주는 그래프입니다. 스펙트럼 분석은 가장 기본적이고 강력한 기술입니다. 진동 진단분석가는 이를 통해 다양한 기계 오류와 관련된 고유한 주파수 특징을 식별할 수 있습니다.

2. 역할 고속 푸리에 변환(FFT)

현대 스펙트럼 분석은 고효율 알고리즘을 통해 가능해졌습니다. 고속 푸리에 변환(FFT)FFT는 모든 디지털 시스템에 프로그래밍되는 수학적 절차입니다. 진동 분석기디지털화된 시간 파형 데이터를 입력으로 받고 주파수 스펙트럼을 출력으로 생성합니다.

FFT를 사용하면 시간 영역에서 해석하기 매우 어려운 복잡하고 겉보기에 혼란스러운 신호를 주파수 영역에서 뚜렷한 주파수 피크의 명확한 시리즈로 볼 수 있습니다.

3. 스펙트럼의 진단력

스펙트럼 분석이 효과적인 이유는 회전 기계의 다양한 기계적 및 전기적 문제로 인해 예측 가능한 고유 주파수에서 진동이 발생하기 때문입니다. 분석가는 스펙트럼을 검사하여 피크 주파수를 알려진 고장 패턴과 일치시켜 문제의 근본 원인을 진단할 수 있습니다.

일반적인 예는 다음과 같습니다.

• 1X에서 큰 피크 달리기 속도 종종 표시하다 불균형.
• 2배의 주행 속도에서 큰 피크가 나타나는 것은 전형적인 신호입니다. 정렬 불량.
• 실행 속도의 정수가 아닌 배수에서 일련의 피크가 나타날 수 있습니다. 베어링 결함.
• GMF(Gear Mesh Frequency)에서 고진폭 피크가 발생합니다. 측파대 나타내다 기어 결함.
• 전기선 주파수의 2배에 달하는 피크는 모터 고정자 문제를 나타낼 수 있습니다.

4. 스펙트럼 분석의 주요 매개변수

유용한 스펙트럼을 얻으려면 분석가는 몇 가지 주요 매개변수를 정의해야 합니다.

• Fmax(최대 주파수): 이는 스펙트럼에 포함될 가장 높은 주파수입니다. 의심되는 결함의 주파수(예: 기어 문제의 경우 고주파수)를 포착할 수 있을 만큼 충분히 높게 설정해야 합니다.
• 해상도(해상도 라인): 이는 스펙트럼의 세부 수준을 결정합니다. 라인 수가 많을수록 주파수 분해능이 향상되어 분석기가 매우 가까이 있는 두 주파수 피크를 구분할 수 있습니다. 이는 기어박스 분석에서 측파대를 식별하는 데 매우 중요합니다.
• 평균화: 깨끗하고 안정적인 스펙트럼을 얻기 위해 분석기는 여러 개의 데이터 "스냅샷"을 촬영하여 평균을 냅니다. 이를 통해 무작위 노이즈를 제거하고 실제 정상 상태 진동을 더욱 정확하게 표현할 수 있습니다.
• 윈도잉: 데이터에 처리 오류를 방지하기 위해 수학적 함수(예: Hanning 창)가 적용됩니다. 스펙트럼 누설이는 주파수 피크의 진폭과 모양을 왜곡할 수 있습니다.

본질적으로 스펙트럼 분석은 현대 진동 진단의 핵심으로, 기계 내부에서 발생하는 힘과 움직임에 대한 명확한 "X선" 보기를 제공합니다.

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