Zoom FFT supratimas
Apibrėžimas: Kas yra „Zoom FFT“?
Mastelio keitimo FFT (dar vadinamas didelės skiriamosios gebos FFT arba dažnio priartinimu) yra pažangi Greitoji Furjė transformacija technika, užtikrinanti labai tikslią dažnių skiriamąją gebą pasirinktoje siauroje dažnių juostoje, o ne visame spektre. Užuot analizavus 0–1000 Hz su 1 Hz skiriamąja geba (1000 linijų), mastelio keitimo FFT gali analizuoti 95–105 Hz su 0,01 Hz skiriamąja geba (taip pat 1000 linijų, bet koncentruota siauroje juostoje). Šis didelis skiriamosios gebos pagerėjimas leidžia atskirti glaudžiai išdėstytus dažnių komponentus, tokius kaip šoninės juostos, tikslus dažnio identifikavimas ir išsami konkrečių spektrinių sričių analizė.
„Zoom FFT“ yra būtinas diagnozuojant variklio rotoriaus strypo defektus (sprendžiant slydimo dažnio šonines juostas), pavarų problemas (nustatant moduliacijos modelius) ir bet kurioje situacijoje, kai svarbi diagnostinė informacija yra glaudžiai išdėstytose smailėse, kurios standartinėje FFT analizėje susilieja.
Kodėl reikalingas „Zoom FFT“?
Standartinio FFT skiriamosios gebos apribojimai
Standartinis FFT turi pagrindines skiriamosios gebos ribas:
- Skiriamoji geba = Fmax / Linijų skaičius
- Pavyzdys: 0–1000 Hz diapazonas, 800 linijų → 1,25 Hz skiriamoji geba
- Problema: Nepavyksta atskirti viršūnių, atskirtų < 1,25 Hz
- Slydimo dažnis: Dažnai 0,5–2 Hz, norint matyti šonines juostas, reikia geresnės skiriamosios gebos
Geresni kompromisai dėl sprendimų
- Sumažinti Fmax: 0–100 Hz suteikia 0,125 Hz skiriamąją gebą (geresnę), TAČIAU nepastebi aukšto dažnio turinio
- Padidinti eilutes: 8000 eilučių suteikia 0,125 Hz, TAČIAU apdorojimo laikas / atmintis yra intensyvūs
- Mastelio keitimo FFT: Sujungia didelę skiriamąją gebą dominančioje juostoje su tinkamu apdorojimu
Kaip veikia „Zoom FFT“
Pagrindinis procesas
- Pasirinkite dažnių juostą: Pasirinkite centrinį dažnį ir pralaidumą (pvz., 100 Hz ± 10 Hz)
- Dažnio poslinkis: Skaitmeniniu būdu perkelkite pasirinktą dažnių juostą žemyn iki beveik nuolatinės srovės (bazinės juostos)
- Dešimacija: Sumažinkite mėginių ėmimo dažnį proporcingai susiaurintam pralaidumui
- FFT skaičiavimas: Atlikti FFT su sumažinto dažnio signalu
- Rezultatas: Didelės skiriamosios gebos pasirinktos siauros juostos spektras
Raiškos stiprinimas
- Jei priartinate iki 1/10 viso diapazono, gausite 10 kartų didesnę raišką
- Pavyzdys: 0–1000 Hz, esant 1 Hz skiriamajai gebai → Priartinkite iki 95–105 Hz, esant 0,01 Hz skiriamajai gebai
- Stiprinimas = (visas diapazonas / priartinimo diapazonas)
Paraiškos
1. Variklio rotoriaus strypo defektų aptikimas
Klasikinė „Zoom FFT“ programa:
- Problema: Slydimo dažnio šoninės juostos (0,5–2 Hz tarpai) per arti, kad būtų galima jas išspręsti standartiniame FFT
- Sprendimas: Mastelio keitimo FFT maždaug 1× veikimo greičiu su 0,1 Hz ar geresne skiriamąja geba
- Rezultatas: Aiškiai atskirtos šoninės juostos atskleidžia sugedę rotoriaus strypai
- Analizė: Šoninės juostos amplitudė rodo nutrūkusių juostų skaičių
2. Pavarų diagnostika
- Priartinkite aplink krumpliaračių sujungimo dažnį
- Išspręskite šonines juostas ties veleno greičio tarpais
- Medžioklės dantų dažnio modelių nustatymas
- Krumpliaračio ir krumpliaračio šoninių juostų skirtumai
3. Guolių analizė
- Guolių gedimų dažnių apžvalga
- Išspręsti šoninės juostos struktūrą
- Nustatykite tikslų gedimų dažnį (palyginkite su apskaičiuotu)
- Analizuokite moduliacijos modelius
4. Elektros dažnio analizė
- Priartinimas aplink linijos dažnį arba 2 × linijos dažnį
- Išspręskite slydimo dažnio šonines juostas srovės sukeltoje vibracijoje
- Tiksliai nustatykite poliaus praėjimo dažnį
5. Kritinio greičio tyrimai
- Priartinkite įtariamus natūralius dažnius
- Tiksliai nustatykite rezonansinį dažnį
- Rezonanso smailės pločio matavimas slopinimo skaičiavimui
Veiklos procedūra
Sąranka
- Standartinis FFT pirmiausia: Nustatykite dominantį dažnių regioną
- Pasirinkite centrą: Pasirinkite centrinį dažnį priartinimui
- Pasirinkite aprėptį: Pasirinkite priartinimo pralaidumą (siauras, jei norite didelės raiškos)
- Nustatyti parametrus: Linijų skaičius (paprastai toks pat kaip standartinio FFT)
- Duomenų gavimas: Prietaisas atlieka priartinimo FFT
Tipiniai nustatymai
- Variklio šoninės juostos: Centras ties 1× (30 Hz), diapazonas ±10 Hz, 800 linijų → 0,025 Hz skiriamoji geba
- Pavarų tinklelis: Centras ties GMF (600 Hz), diapazonas ±50 Hz, 1600 linijų → 0,0625 Hz skiriamoji geba
- Guolio gedimas: Centras ties BPFO (150 Hz), diapazonas ±25 Hz, 800 linijų → 0,0625 Hz skiriamoji geba
Privalumai
Didelė raiška
- 10–100 kartų geresnė skiriamoji geba nei standartinio FFT
- Atskiria viršūnes, kurių kitaip neįmanoma atskirti
- Atskleidžia diagnostikos detales
Skaičiavimo efektyvumas
- Efektyviau nei didinti linijas visame spektre
- Greitesnis apdorojimas
- Reikia mažiau atminties
Tikslus dažnio matavimas
- Nustato tikslų piko dažnį
- Palyginkite su teoriniais skaičiavimais
- Patikrinkite gedimo diagnozę
Apribojimai
Tik siaurajuostis
- Rodo tik pasirinktą dažnių regioną
- Praleidžia informaciją už priartinimo diapazono ribų
- Reikia maždaug žinoti, kur priartinti
- Apžvalgai pirmiausia reikalingas standartinis FFT
Reikalingos naudotojo žinios
- Reikia pasirinkti tinkamą mastelio keitimo regioną
- Reikia suprasti, ko ieškoti
- Netinka bendram patikrinimui
- Sudėtingesnis nei standartinis FFT
Laiko investicijos
- Papildomas matavimas, viršijantis standartinį FFT
- Nustatymo ir parametrų pasirinkimo laikas
- Pateisinama esant kritinei įrangai arba patvirtintoms problemoms
„Zoom FFT“ yra galinga spektrinės analizės priemonė, užtikrinanti aukštą dažnių skiriamąją gebą, reikalingą norint išspręsti glaudžiai išdėstytus vibracijos komponentus, kurie yra labai svarbūs diagnozuojant variklio elektros gedimus, pavarų defektus ir guolių problemas. „Zoom FFT“ metodų įvaldymas – žinojimas, kada juos naudoti, kaip pasirinkti tinkamus parametrus ir interpretuoti gautus didelės skiriamosios gebos spektrus – yra būtinas atliekant pažangią vibracijos analizę ir išsamią gedimų diagnostiką sudėtinguose mechanizmuose.