Izpratne par Zoom FFT
Definīcija: Kas ir Zoom FFT?
Tālummaiņas FFT (saukts arī par augstas izšķirtspējas FFT vai frekvences tālummaiņu) ir uzlabota Ātrā Furjē transformācija metode, kas nodrošina ļoti smalku frekvenču izšķirtspēju izvēlētajā šaurā frekvenču joslā, nevis visā spektrā. Tā vietā, lai analizētu 0–1000 Hz ar 1 Hz izšķirtspēju (1000 līnijas), tālummaiņas FFT varētu analizēt 95–105 Hz ar 0,01 Hz izšķirtspēju (arī 1000 līnijas, bet koncentrētas šaurā joslā). Šis ievērojamais izšķirtspējas uzlabojums ļauj atdalīt cieši izvietotas frekvenču komponentes, piemēram, sānu joslas, precīza frekvenču identifikācija un detalizēta specifisku spektra apgabalu analīze.
Tālummaiņas FFT ir būtiska motora rotora stieņu defektu diagnosticēšanai (slīdēšanas frekvences sānu joslu novēršanai), pārnesumu problēmu risināšanai (modulācijas modeļu identificēšanai) un jebkurā situācijā, kad svarīga diagnostikas informācija atrodas cieši izvietotās virsotnēs, kas standarta FFT analīzē saplūstu kopā.
Kāpēc nepieciešams Zoom FFT
Standarta FFT izšķirtspējas ierobežojumi
Standarta FFT ir pamata izšķirtspējas ierobežojumi:
- Izšķirtspēja = Fmax / Līniju skaits
- Piemērs: 0–1000 Hz diapazons, 800 līnijas → 1,25 Hz izšķirtspēja
- Problēma: Nevar atšķirt virsotnes, kas atdalītas ar < 1,25 Hz
- Slīdēšanas frekvence: Bieži vien 0,5–2 Hz, sānu joslu redzēšanai nepieciešama labāka izšķirtspēja
Izšķiršanas kompromisu uzlabošana
- Samazināt Fmax: 0–100 Hz nodrošina 0,125 Hz izšķirtspēju (labāku), BET nepamana augstfrekvences saturu
- Palielināt līnijas: 8000 līnijas dod 0,125 Hz, BET apstrādes laiks/atmiņas ietilpība ir liela
- FFT tālummaiņa: Apvieno augstu izšķirtspēju interesējošajā joslā ar saprātīgu apstrādes jaudu
Kā darbojas Zoom FFT
Pamata process
- Izvēlieties frekvenču joslu: Izvēlieties centrālo frekvenci un joslas platumu (piemēram, 100 Hz ± 10 Hz)
- Frekvences nobīde: Digitāli pārslēgt atlasīto joslu uz leju līdz gandrīz līdzstrāvai (pamatjosla)
- Decimācija: Samaziniet izlases frekvenci proporcionāli sašaurinātajam joslas platumam
- FFT aprēķins: Veikt FFT ar samazinātas frekvences signālu
- Rezultāts: Izvēlētās šaurās joslas augstas izšķirtspējas spektrs
Izšķirtspējas pieaugums
- Ja pietuvina līdz 1/10 no pilna diapazona, iegūstiet 10 reizes lielāku izšķirtspēju.
- Piemērs: 0–1000 Hz ar 1 Hz izšķirtspēju → Palielināt līdz 95–105 Hz ar 0,01 Hz izšķirtspēju
- Pastiprinājums = (pilns diapazons / tālummaiņas diapazons)
Pieteikumi
1. Motora rotora stieņa defektu noteikšana
Klasiskā tālummaiņas FFT lietojumprogramma:
- Problēma: Slīdēšanas frekvences sānu joslas (0,5–2 Hz atstarpe) ir pārāk tuvas, lai tās varētu atrisināt standarta FFT
- Risinājums: FFT tālummaiņa aptuveni 1× darbības ātrumā ar 0,1 Hz vai labāku izšķirtspēju
- Rezultāts: Skaidri atdalītas sānu joslas atklāj salauzti rotora stieņi
- Analīze: Sānu joslas amplitūda norāda salauzto joslu skaitu
2. Pārnesumu diagnostika
- Zobratu režģa frekvences tuvināšana
- Atrisināt sānu joslas pie vārpstas ātruma atstarpes
- Medību zobu biežuma modeļu identificēšana
- Atšķirt zobrata un zobrata sānu joslas
3. Gultņu analīze
- Aplūkojiet gultņu defektu frekvences
- Atrisināt sānu joslas struktūru
- Nosakiet precīzu kļūmju biežumu (salīdziniet ar aprēķināto)
- Analizēt modulācijas modeļus
4. Elektriskās frekvences analīze
- Tālummaiņa ap līnijas frekvenci vai 2× līnijas frekvenci
- Atrisināt slīdēšanas frekvences sānu joslas ar strāvu saistītā vibrācijā
- Precīzi nosakiet staba šķērsošanas frekvenci
5. Kritiskā ātruma pētījumi
- Aptuvenie dabiskās frekvences
- Precīzi nosakiet rezonanses frekvenci
- Rezonanses pīķa platuma mērīšana slāpēšanas aprēķināšanai
Darbības procedūra
Iestatīšana
- Standarta FFT vispirms: Identificējiet interesējošo frekvences reģionu
- Izvēlieties centru: Izvēlieties centrālo frekvenci tālummaiņai
- Izvēlieties diapazonu: Izvēlieties tālummaiņas joslas platumu (šaurs augstai izšķirtspējai)
- Iestatīt parametrus: Līniju skaits (parasti tāds pats kā standarta FFT)
- Datu iegūšana: Instruments veic tālummaiņas FFT
Tipiski iestatījumi
- Motora sānu joslas: Centrs pie 1× (30 Hz), diapazons ±10 Hz, 800 līnijas → 0,025 Hz izšķirtspēja
- Zobratu siets: Centrs pie GMF (600 Hz), diapazons ±50 Hz, 1600 līnijas → 0,0625 Hz izšķirtspēja
- Gultņa defekts: Centrs pie BPFO (150 Hz), diapazons ±25 Hz, 800 līnijas → 0,0625 Hz izšķirtspēja
Priekšrocības
Augsta izšķirtspēja
- 10–100 reizes labāka izšķirtspēja nekā standarta FFT
- Atdala virsotnes, kuras citādi nav iespējams atšķirt
- Atklāj diagnostikas detaļas
Skaitļošanas efektivitāte
- Efektīvāk nekā līniju palielināšana visā spektrā
- Ātrāka apstrāde
- Nepieciešama mazāka atmiņa
Precīza frekvences mērīšana
- Nosaka precīzu maksimālās frekvences
- Salīdzināt ar teorētiskiem aprēķiniem
- Pārbaudiet kļūmes diagnozi
Ierobežojumi
Tikai šaurjosla
- Rāda tikai atlasīto frekvenču reģionu
- Nepamana informāciju ārpus tālummaiņas diapazona
- Aptuveni jāzina, kur tuvināt
- Pārskatam vispirms nepieciešams standarta FFT
Nepieciešamas lietotāja zināšanas
- Jāizvēlas atbilstošs tālummaiņas reģions
- Nepieciešama izpratne par to, ko meklēt
- Nav piemērots vispārējai pārbaudei
- Sarežģītāka nekā standarta FFT
Laika ieguldījums
- Papildu mērījumi papildus standarta FFT
- Iestatīšanas un parametru izvēles laiks
- Pamatots kritiskam aprīkojumam vai apstiprinātām problēmām
Zoom FFT ir jaudīgs spektrālās analīzes rīks, kas nodrošina augstas frekvences izšķirtspēju, kas nepieciešama, lai atrisinātu cieši izvietotas vibrācijas komponentes, kas ir kritiski svarīgas motora elektrisko defektu, pārnesumu defektu un gultņu problēmu diagnosticēšanai. Zoom FFT metožu apgūšana — zināšanas par to, kad tās lietot, kā izvēlēties atbilstošus parametrus un interpretēt iegūtos augstas izšķirtspējas spektrus — ir būtiska progresīvai vibrācijas analīzei un detalizētai defektu diagnostikai sarežģītās iekārtās.