Galios spektrinio tankio supratimas
Apibrėžimas: Kas yra galios spektrinis tankis?
Galios spektrinis tankis (PSD) yra atvaizdavimas vibracija energijos pasiskirstymas pagal dažnį, išreikštas energija dažnio juostos plotyje (vienetai: (m/s²)²/Hz pagreičiui, (mm/s)²/Hz greičiui). Skirtingai nuo standartinio amplitudės spektras , kuris rodo amplitudę kiekvienam dažniui, PSD rodo, kaip vibracijos galia pasiskirsto pagal dažnį, o vertės normalizuojamos pagal dažnio skiriamosios gebos pralaidumą. Šis normalizavimas leidžia PSD nepriklausomti nuo analizės pralaidumo, todėl galima prasmingai palyginti spektrus, išmatuotus esant skirtingiems skiriamosios gebos nustatymams.
PSD yra ypač svarbus analizuojant atsitiktinę vibraciją (kai energija paskirstoma tolygiai per dažnį, o ne koncentruojama atskiruose pikuose), triukšmo analizei ir taikymams, kuriems reikalingas nuo pralaidumo nepriklausomas spektrinis apibūdinimas, pavyzdžiui, vibracijos bandymai ir aplinkos kvalifikacija.
PSD ir amplitudės spektras
Amplitudės spektras
- Rodo vibraciją amplitudė kiekviename dažnyje
- Vienetai: mm/s, m/s², mils ir kt.
- Didžiausios amplitudės esant diskretiniams dažniams (disbalansas, guolių gedimai)
- Vertės priklauso nuo FFT skiriamosios gebos pralaidumo
- Standartinis mašinų diagnostikos ekranas
Galios spektrinis tankis
- Rodo vibracijos galią dažnių juostos pločio Hz
- Vienetai: (mm/s)²/Hz, (m/s²)²/Hz ir kt.
- Energijos pasiskirstymas pagal dažnį
- Nepriklausomai nuo analizės pralaidumo
- Atsitiktinių virpesių analizės standartas
Ryšys
- PSD = (amplitudė)² / Δf
- Kur Δf = dažnio skiriamoji geba (dėžutės plotis)
- Kvadratavimas pabrėžia dideles amplitudes
- Normalizavimas daro pralaidumą nepriklausomą
Paraiškos
1. Atsitiktinės vibracijos analizė
Pagrindinė PSD paraiška:
- Atsitiktiniai procesai: Turbulencija, kelio vibracija, seisminis, akustinis
- Nuolatiniai spektrai: Energija paskirstyta per dažnį, o ne atskiri pikai
- Statistinis aprašymas: PSD apibūdina atsitiktinį proceso energijos pasiskirstymą
- Standartinis formatas: Vibracijos bandymų specifikacijos PSD dokumente
2. Plačiajuosčio ryšio triukšmo apibūdinimas
- Kavitacija triukšmas siurbliuose
- Turbulentinio srauto triukšmas ventiliatoriuose
- Aerodinaminis triukšmas
- Guolių defektų triukšmo apibūdinimas
3. Nuo pralaidumo nepriklausomas palyginimas
- Palyginkite spektrus, išmatuotus naudojant skirtingus FFT nustatymus
- Duomenys iš skirtingų prietaisų arba rezoliucijų
- Istoriniai duomenys su skirtingais analizės parametrais
- PSD vertės tiesiogiai palyginamos, nepriklausomai nuo pralaidumo
4. Aplinkosauginiai bandymai
- Vibracijos bandymo specifikacijos, pateiktos kaip PSD ir dažnis
- Kratytuvo stalo valdymas pagal PSD
- Produkto kvalifikacijos bandymai
- Smūgių ir vibracijos standartai
PSD apskaičiavimas
Iš FFT
- Vibracijos signalo FFT apskaičiavimas
- Pakelkite kiekvieną amplitudės reikšmę kvadratu
- Padalinkite iš dažnio skiriamosios gebos (Δf = Fmax / Linijų skaičius)
- Rezultatas: PSD (vienetais)²/Hz
Vienetai
- Pagreičio PSD: (m/s²)²/Hz arba g²/Hz
- Greičio PSD: (mm/s)²/Hz arba (col./s)²/Hz
- Poslinkio PSD: (µm)²/Hz arba (mils)²/Hz
- Dažnai braižoma: Logaritminė skalė (dB, palyginti su etalonu)
PSD grafikų interpretavimas
Plokščiasis spektras (baltasis triukšmas)
- Pastovus PSD visame dažnyje
- Visuose dažniuose vienoda energija Hz
- Plačiajuosčio atsitiktinio virpesio charakteristika
- Pavyzdys: Ideali atsitiktinė vibracija bandymui
Nuožulnus spektras (spalvotas triukšmas)
- PSD kinta priklausomai nuo dažnio
- Kylantis nuolydis: daugiau energijos esant aukštiems dažniams
- Krintantis nuolydis: daugiau energijos esant žemiems dažniams (dažnas mašinose)
- Nuolydis rodo energijos dažnio pasiskirstymą
PSD viršūnės
- Diskretieji dažnio komponentai rodomi kaip viršūnės virš bendro lygio
- Rezonansai rodomi kaip padidėję PSD regionai
- Gali nustatyti dominuojančius dažnius, prisidedančius prie energijos
Ryšys su RMS ir bendra energija
Bendra energija iš PSD
- Integruoti PSD visame dažnių diapazone
- Rezultatas: vidutinė kvadratinė vertė
- Kvadratinė šaknis suteikia RMS vertę
- RMS = √[∫ PSD(f) df]
Energija dažnių juostose
- Integruoti PSD per konkretų dažnių diapazoną
- Suteikia energijos toje juostoje
- Naudinga vertinant skirtingų dažnių diapazonų indėlį
PSD privalumai
Rezoliucijos nepriklausomumas
- PSD vertės palyginamos nepriklausomai nuo FFT skiriamosios gebos
- Leidžia palyginti istorinius duomenis su skirtingais nustatymais
- Standartizuoja skirtingų instrumentų analizę
Energijos reprezentacija
- Tiesiogiai atspindi vibracijos energijos pasiskirstymą
- Kvadratinės vertės pabrėžia dominuojančius dažnius
- Natūralu energijos pagrindu atliekamai analizei
Statistinė sistema
- PSD yra atsitiktinių virpesių teorijos pagrindas
- Įgalina tikimybinę analizę
- Palaiko nuovargio tarnavimo laiko prognozavimą pagal atsitiktinę apkrovą
Kada naudoti PSD
Naudokite PSD, kai:
- Atsitiktinės vibracijos ar triukšmo analizė
- Duomenų palyginimas su skirtingais analizės pralaidumais
- Laikantis PSD formato bandymo specifikacijų
- Plačiajuosčio ryšio procesų apibūdinimas
- Reikalinga energijos pagrindu atlikta analizė
Naudokite amplitudės spektrą, kai:
- Įprastinė mašinų diagnostika
- Diskretinių gedimų dažnių nustatymas
- Populiariausi konkretūs komponentai
- Amplitudės vertės, tiesiogiai reikšmingos
Galios spektrinis tankis yra pagrindinė atsitiktinių virpesių analizės sąvoka, leidžianti atlikti nuo pralaidumo nepriklausomą spektrinę charakteristiką. Nors PSD naudojamas rečiau nei amplitudės spektrai įprastinei mašinų diagnostikai, jis yra būtinas atsitiktinių virpesių taikymams, triukšmo analizei ir bet kurioje situacijoje, kai reikia palyginti spektrus, išmatuotus naudojant skirtingus analizės parametrus arba naudojant skirtingus prietaisus.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 