Kas yra vibracijos diferenciacija? Signalo konvertavimas • Nešiojamasis balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui. Kas yra vibracijos diferenciacija? Signalo konvertavimas • Nešiojamasis balansavimo įrenginys, vibracijos analizatorius "Balanset", skirtas dinaminiam trupintuvų, ventiliatorių, mulčintuvų, kombainų sraigtų, velenų, centrifugų, turbinų ir daugelio kitų rotorių balansavimui.

Kas yra vibracijos diferenciacija? Signalo konvertavimas

Paskelbė admin svetainėje

Vibracijos analizės diferenciacijos supratimas

Apibrėžimas: Kas yra diferenciacija?

Diferenciacija į vibracija Analizė yra matematinis procesas, kurio metu vibracijos matavimai konvertuojami iš vieno parametro į kitą, imant išvestinę laiko srityje arba padauginant iš dažnio dažnių srityje. Diferenciavimas konvertuoja poslinkis į greitis, arba greitis iki pagreitis. Tai atvirkštinė integravimo operacija, ir nors ji atliekama rečiau nei integravimas (dauguma jutiklių yra akselerometrai), diferencijavimas kartais reikalingas, kai artumo zondų poslinkio matavimus reikia palyginti su greičio standartais arba analizuoti aukšto dažnio turinį.

Diferenciavimas yra dažnio svertinio didinimo procesas, kurio metu pabrėžiami aukšto dažnio komponentai, o žemi dažniai sumažinami – tai priešingas integravimo efektas. Dėl to diferenciacija yra naudinga siekiant pagerinti aukšto dažnio diagnostinę informaciją, tačiau kartu sustiprinamas aukšto dažnio triukšmas, todėl jį reikia taikyti atsargiai.

Matematiniai ryšiai

Laiko srities diferenciacija

  • Greitis nuo poslinkio: v(t) = d/dt [x(t)]
  • Pagreitis nuo greičio: a(t) = d/dt [v(t)]
  • Pagreitis nuo poslinkio: a(t) = d²/dt² [x(t)] (antroji išvestinė)

Dažnio srities diferenciacija

Dažnių srityje paprasčiau:

  • Greitis nuo poslinkio: V(f) = D(f) × 2πf
  • Pagreitis nuo greičio: A(f) = V(f) × 2πf
  • Rezultatas: Dauginant iš dažnio, sustiprinami aukšti dažniai, o sumažinami žemi dažniai

Kodėl naudojama diferenciacija

Artumo zondo taikymas

  • Artumo zondai tiesiogiai matuoja veleno poslinkį
  • Standartai dažnai nurodo greičio ribas
  • Palyginimui diferencijuokite poslinkį nuo greičio
  • Leidžia atitikti standartus naudojant poslinkio jutiklius

Aukštų dažnių akcentavimas

  • Diferenciavimas sustiprina aukšto dažnio komponentus
  • Gali atskleisti aukšto dažnio defektus poslinkio duomenyse
  • Konvertuoja mažo greičio poslinkį į analizei patogesnį pagreitį

Jutiklių palyginimas

  • Palyginkite poslinkio jutiklius su akselerometrais
  • Konvertuoti abu į tą patį parametrą (paprastai greitį)
  • Patikrinkite matavimo nuoseklumą

Diferenciacijos iššūkiai

Triukšmo stiprinimas

Pagrindinė diferenciacijos problema:

  • Diferenciacija dauginasi iš dažnio (stiprinami aukšti dažniai)
  • Aukšto dažnio triukšmas sustiprinamas labiau nei signalas
  • Signalo ir triukšmo santykis pablogėjo
  • Pavyzdys: 1% triukšmas esant 10 kHz dažniui sustiprinamas 100 kartų, palyginti su signalu esant 100 Hz dažniui
  • Sprendimas: Žemųjų dažnių filtras prieš diferenciaciją

Jutiklio triukšmas

  • Poslinkio jutikliai turi triukšmą (elektrinį, kvantinį)
  • Diferenciacija pagal pagreitį šį triukšmą smarkiai sustiprina
  • Dvigubos diferenciacijos (poslinkio → pagreičio) junginių problema
  • Paprastai, jei įmanoma, venkite dvigubo diferenciacijos

Skaitmeninės diferenciacijos klaidos

  • Laiko srities diferenciacija sustiprina skaitmeninimo klaidas
  • Jautrus mėginių ėmimo artefaktams
  • Dėl tikslumo pageidaujamas dažnių srities metodas

Tinkama diferenciacijos procedūra

Vienkartinė diferenciacija (poslinkis į greitį)

  1. Žemųjų dažnių filtras: Pašalinkite aukšto dažnio triukšmą (ribojimas ties 2–5 × didžiausiu dominančiu dažniu)
  2. Patikrinkite signalo kokybę: Patikrinkite, ar nėra triukšmo, artefaktų
  3. Diferencijuoti: Dažnio srityje padauginkite iš 2πf
  4. Patvirtinkite rezultatą: Patikrinkite pagrįstumą, palyginkite su numatomomis vertėmis

Dviguba diferenciacija (poslinkis iki pagreičio)

  • Paprastai venkite: Retai duoda gerų rezultatų
  • Jei reikia: Agresyvus žemo dažnio filtravimas (ribojimas ties aukščiausiu dominančiu dažniu)
  • Ribotas pralaidumas: Susitaikykite su tuo, kad aukšto dažnio turinys bus ribojamas triukšmo
  • Alternatyva: Jei reikia pagreitėjimo, naudokite akselerometrą

Dažnių srities įgyvendinimas

Procedūra

  1. Skaičiuoti FFT poslinkio arba greičio signalo
  2. Padauginkite kiekvieną dažnių juostą iš 2πf (arba (2πf)² dvigubai diferenciacijai)
  3. Jei reikia, dažnių srityje naudokite žemo dažnio filtrą
  4. Rezultatas yra diferencijuoto parametro spektras
  5. Jei reikia, gali apskaičiuoti atvirkštinę FFT laiko bangos formai

Privalumai

  • Nėra kaupiamųjų klaidų
  • Lengva pritaikyti filtravimą
  • Skaičiavimo požiūriu efektyvus
  • Standartinis požiūris šiuolaikiniuose analizatoriuose

Kada naudoti diferenciaciją

Tinkamas naudojimas

  • Artumo jutiklio poslinkio konvertavimas į greitį pagal ISO standartus
  • Aukšto dažnio turinio stiprinimas mažo greičio poslinkio matavimuose
  • Skirtingų jutiklių tipų palyginimas tuo pačiu pagrindu
  • Kada galima pritaikyti tinkamą filtravimą

Kada vengti

  • Triukšmingi poslinkio signalai
  • Dviguba diferenciacija, nebent tai absoliučiai būtina
  • Kai yra akselerometras (tiesiogiai išmatuokite pagreitį)
  • Aukšto dažnio analizė iš poslinkio (vietoj to naudokite akselerometrą)

Diferenciacijos ir integracijos palyginimas

Aspektas Integracija Diferenciacija
Dažnio efektas Sustiprina žemus dažnius Sustiprina aukštus dažnius
Įprastas naudojimas Pagreitis → Greitis, Greitis → Poslinkis Poslinkis → Greitis
Problema Žemo dažnio dreifas Aukšto dažnio triukšmo stiprinimas
Privalomas filtras Aukšto dažnio prieš integravimą Žemo dažnio dažnis prieš diferenciaciją
Dažnis Labai dažnas Rečiau pasitaiko

Šiuolaikinė instrumentacija

Automatinis konvertavimas

  • Šiuolaikiniai analizatoriai automatiškai konvertuoja parametrus
  • Vartotojas pasirenka norimą parametrą, prietaisas atlieka filtravimą ir konvertavimą
  • Tinkami filtrai taikomi automatiškai
  • Sumažina naudotojo klaidų skaičių

Daugiaparametris ekranas

  • Rodyti pagreitį, greitį ir poslinkį vienu metu
  • Kiekvienas iš jų pabrėžia skirtingus dažnių diapazonus
  • Išsamus vibracijos charakteristikų vaizdas

Diferenciavimas, nors ir retesnis nei integravimas vibracijos analizėje, yra vertinga priemonė poslinkio matavimams konvertuoti į greitį arba pagreitį, leidžianti atitikti standartus ir atlikti daugiaparametrę analizę. Diferenciavimo triukšmo stiprinimo charakteristikų ir tinkamų filtravimo reikalavimų supratimas užtikrina tikslų parametrų konvertavimą diferencijuojant vibracijos signalus.

← Atgal į pagrindinį rodyklę

Kategorijos:
WhatsApp