Auto-Spectrum supratimas
Apibrėžimas: Kas yra autospektras?
Automatinis spektras (dar vadinamas autospektru, galios spektru arba tiesiog spektru) yra vieno dažnio srities atvaizdavimas vibracija signalas, rodantis vibracijos energijos pasiskirstymą arba amplitudė kaip dažnio funkcija. Jis apskaičiuojamas imant Greitoji Furjė transformacija (FFT) signalo ir rodydamas kiekvieno dažnio komponento dydį. Terminas “autospektras” skiria jį nuo kryžminio spektro (kuris susieja du skirtingus signalus), pabrėžiant, kad tai yra signalo spektras su savimi.
Praktiškai automatinis spektras yra tai, ką dauguma žmonių tiesiog vadina “spektru” arba “FFT spektru” – tai standartinis dažnio analizės ekranas vibracijos analizatoriuose, rodantis pikus ties disbalansas, guolių gedimų dažniai, krumpliaračių tinklas ir kiti diagnostiniai komponentai. Supratimas, kad techniškai tai yra automatinis spektras, tampa svarbus dirbant su daugiakanale analize, kurioje atliekami kryžminiai spektrai ir kitos koreliacijos funkcijos.
Matematinis fondas
Skaičiavimo metodai
Tiesioginis FFT
- Apskaičiuokite laiko signalo FFT
- Apskaičiuokite kiekvieno kompleksinio FFT komponento dydį
- Rodyti dydį ir dažnį
- Dažniausiai ir paprasčiausiai
Per autokoreliaciją
- Apskaičiuokite signalo autokoreliacijos funkciją
- Imkite autokoreliacijos FFT
- Rezultatas yra automatinis spektras (Wienerio-Chinchino teorema)
- Matematiškai lygiavertis, bet skaičiavimo požiūriu skirtingas maršrutas
Vidutiniškai
- Keli automatiniai spektrai, apskaičiuoti iš nuoseklių laiko įrašų
- Vidurkinami kartu, siekiant sumažinti triukšmą ir pagerinti statistinį patikimumą
- Tipiniai: 4–16 vidurkių mašinų diagnostikai
- Daugiau atsitiktinių vibracijų vidurkių (50–100+)
Savybės ir charakteristikos
Realiai vertinamas
- Automatinis spektras visada yra realus (nėra įsivaizduojamos dalies)
- Rodo tik dydį, ne fazė informacija
- Fazės praradimas skaičiuojant dydį
- Pakanka daugumai vieno taško diagnostikos metodų
Visada teigiamas
- Reikšmės visada ≥ 0 (dydis, pakeltas kvadratu arba dydis)
- Negali turėti neigiamų spektrinių verčių
- Žymi energiją arba galią (iš prigimties teigiama)
Simetrinis (tikriesiems signalams)
- Tikrojo signalo automatinis spektras, simetriškas Nyquisto dažniui
- Neigiami dažniai atspindi teigiamus dažnius
- Rodomi tik teigiami dažniai (pateikiama visa informacija)
Auto-Spectrum mašinų diagnostikoje
Standartinis diagnostikos ekranas
- Ką technikai vadina “spektru” arba “FFT”
- Rodo visus vibracijos dažnio komponentus
- Nustatyti ir su gedimų tipais suderinti pikai
- Pagrindinė gedimų diagnostikos priemonė
Tipinės savybės
- 1× Piko: Disbalansas arba kiti 1× šaltiniai
- 2× pikas: Neteisingas išlyginimas arba laisvumas
- Guolių dažniai: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Pavarų tinklelis: Dantų įsitraukimo dažnis
- Elektros: 2 × linijos dažnis (120/100 Hz)
- Triukšmo lygis: Fono lygis dėl atsitiktinės vibracijos ir triukšmo
Autospektras ir kryžminis spektras
Auto-Spectrum (vienas kanalas)
- Vieno signalo spektras
- Rodo dažnio turinį
- Nėra fazės informacijos
- Pakanka daugumai diagnostikos metodų
- Standartinis vieno kanalo FFT
Kryžminis spektras (dviejų kanalų)
- Dviejų signalų ryšys
- Rodo dažnio turinį
- Apima fazinį ryšį
- Naudojamas perdavimo funkcijų analizėje, koherencijoje
- Reikalingi du sinchronizuoti kanalai
Vidurkinimo automatiniai spektrai
Linijinis vidurkinimas
- Kelių autospektrų aritmetinis vidurkis
- Sumažina atsitiktinius triukšmo pokyčius
- Pagerina tikrojo spektro įvertinimą
- Mašinų analizės standartas
Eksponentinis vidurkinimas
- Svertinis vidurkis, suteikiantis daugiau svorio naujausiems spektrams
- Naudinga stebint besikeičiančias sąlygas
- Realaus laiko stebėjimo programos
Didžiausias spektras (maksimalus spektras)
- Kiekvienas dažnių diapazonas turi maksimalią vertę
- Fiksuoja trumpalaikius komponentus
- Naudinga paleidimo / išjungimo analizei
Rodymo formatai
Linijinė skalė
- Y ašies tiesinė kryptis (mm/s, m/s² ir kt.)
- Lengvai skaitomos absoliučios vertės
- Mažos viršūnės gali būti nematomos, jei yra didelių viršūnių
- Įprasta įprastinei analizei
Logaritminė skalė (dB)
- Y ašis decibelais (20 log (amplitudė / etalonas))
- Platus matomas dinaminis diapazonas
- Matomos ir mažos, ir didelės viršūnės
- Įprasta tyrimams ir išsamiai analizei
Dažnio ašis
- Linijinis: Vienodas Hz atstumas, standartas mašinoms
- Logaritminis: Vienodas oktavų atstumas, naudingas plačiam dažnių diapazonui
Kokybės rodikliai
Spektrinė kokybė
- Švarus spektras: Aiškūs garsų viršūnės, žemas triukšmo lygis
- Triukšmingas spektras: Aukštas fonas, neaiškios viršūnės
- Vidurkinimas: Pagerina kokybę sumažindamas triukšmą
- Rezoliucija: Pakanka atskirti artimus pikus
Perkrovos indikatoriai
- Patikrinkite, ar nėra signalo perkrovos gavimo metu
- Perkrova sukuria klaidingus spektrinius komponentus
- Jei atsiranda perkrova, sureguliuokite įvesties stiprinimą
Autospektras yra pagrindinė dažnio analizės priemonė vibracijos diagnostikoje, reprezentuojanti vieno kanalo FFT, kurią technikai kasdien naudoja gedimams nustatyti ir būklei įvertinti. Supratimas, kad “spektras” techniškai yra autospektras ir kaip jis susijęs su kryžminiais spektrais ir kitais spektrinės analizės metodais, suteikia pagrindą pažangiai daugiakanalei analizei ir išsamiai mašinų diagnostikai.