Band-pass filtru izpratne
Definīcija: Kas ir joslas caurlaides filtrs?
Joslas caurlaides filtrs (BPF) ir frekvenču selektīvs signāla apstrādes elements, kas ļauj vibrācija komponentes noteiktā frekvenču joslā, vienlaikus vājinot komponentes gan zem, gan virs šīs joslas. Tas apvieno augstfrekvences filtra (bloķē zemas frekvences) un zemfrekvences filtra (bloķē augstas frekvences) īpašības, lai izveidotu "logu", kas laiž cauri tikai atlasītu vidējo frekvenču diapazonu. Joslas caurlaides filtrus nosaka to centrālā frekvence, joslas platums un filtra secība/stāvums.
Vibrāciju analīzē joslu caurlaides filtri ir būtiski aploksnes analīze (gultņu trieciena frekvenču izolēšana), fokusēta diagnostika (noteiktu frekvenču diapazonu pārbaude) un nevēlamas vibrācijas novēršana ārpus interesējošās frekvenču joslas, lai uzlabotu signāla un trokšņa attiecību un mērījumu skaidrību.
Filtra parametri
Centrālā frekvence (f0)
- Caurlaides joslas vidusdaļa
- Maksimālās filtra atbildes frekvence
- Atlasīts, pamatojoties uz interesējošo frekvences saturu
- Parasti izvēlas, lai atbilstu rezonanses vai kļūmes frekvencei
Joslas platums (melnbalts)
- Definīcija: Frekvenču diapazons starp -3 dB punktiem (f_high – f_low)
- Šaura josla: Melnbalts < 10% centrālās frekvences (ļoti selektīva)
- Platjosla: BW > 50% centrālās frekvences (mazāk selektīvs)
- Q faktors: Q = f0 / BW (augstāks Q = šaurāks, selektīvāks)
Filtra raksturlielumi
- Apakšējā robežvērtība (f_low): Frekvence, kur apakšējais slīpums sasniedz -3 dB
- Augšējā robežvērtība (f_high): Frekvence, kur augšējais slīpums sasniedz -3 dB
- Formas faktors: Apturjoslas un caurlaides joslas platumu attiecība (selektivitātes mērs)
Pielietojumi vibrācijas analīzē
1. Aploksnes analīze (galvenais pielietojums)
Pirmais kritiski svarīgais solis gultņu defektu noteikšanā:
- Joslas izvēle: 500 Hz–10 kHz vai 1 kHz–20 kHz tipiski
- Mērķis: Izolēt triecienu ierosinātās augstfrekvences gultņu rezonanses
- Process: BPF → aploksnes noteikšana → FFT aploksnes
- Rezultāts: Uzlabots gultņu defektu frekvences skaidri redzams
2. Rezonanses joslu analīze
- Filtrēt ap konstrukcijas vai gultņu rezonanses frekvenci
- Izolēt rezonanses enerģiju no citām frekvencēm
- Novērtējiet ierosmi un reakciju noteiktā režīmā
- Noderīgi rezonanses problēmu novēršanai
3. Frekvenču diapazona izolācija
- Koncentrējieties uz konkrētu diagnostikas frekvenču diapazonu
- Piemērs: 10–100 Hz zemfrekvences analīzei
- Noņem zemfrekvences nobīdi un augstfrekvences troksni
- Uzlabo skaidrību interesējošajām frekvencēm
4. Zobratu sieta izolācija
- BPF centrēts zobratu sazobes frekvencē
- Caurlaid tīkla frekvenci un sānu joslas
- Bloķē citus pārnesumu posmus un gultņu frekvences
- Nodrošina mērķtiecīgu pārnesumu analīzi
Joslas caurlaides filtra dizains
Kaskādes zemfrekvences un augstās caurlaidības frekvenču
Visizplatītākā ieviešana:
- Augstas caurlaidības filtrs bloķē frekvences zem f_low
- Zemfrekvences filtrs bloķē frekvences virs f_high
- Sērijas kombinācija rada joslas caurlaidi
- Katrs filtrs veicina pilnīgu selektivitāti
Tiešās joslas caurlaides dizains
- Optimizēts kā viens filtrs, nevis kaskāde
- Sarežģītāks, bet var sasniegt labākas īpašības
- Izmanto specializētās lietojumprogrammās
Praktiski apsvērumi
Joslas platuma izvēles kompromisi
Šaurs joslas platums
- Priekšrocības: Labāka selektivitāte, spēcīgāka blakus esošo frekvenču noraidīšana
- Trūkumi: Var nepamanīt frekvenču variācijas, nepieciešama precīza regulēšana
- Lietošana: Kad precīza frekvence ir zināma un stabila
Plaša joslas platums
- Priekšrocības: Uztver frekvenču variācijas, mazāk kritiska regulēšana
- Trūkumi: Mazāk tuvumā esošo nevēlamo frekvenču noraidīšanas
- Lietošana: Kad frekvence mainās vai nepieciešams frekvenču diapazons
Aploksnes analīzei
- Tipiskas joslas: 500-2000 Hz, 1000-5000 Hz, 5000-20000 Hz
- Izvēle: Izvēlieties joslu ar labu gultņu rezonanses ierosmi
- Pārbaudīt: Pārbaudiet neapstrādātu paātrinājuma spektru, lai identificētu rezonansi
- Optimizēt: Pielāgojiet, lai maksimāli palielinātu gultņa defekta signālu
Filtru efekti uz signāliem
Laika viļņu formas efekti
- Filtrēta viļņu forma rāda tikai caurlaides joslas frekvences
- Parādās kā modulēts nesējs (ja šaura josla)
- Noņem zemas frekvences svārstības un augstas frekvences troksni
- Var vienkāršot viļņu formas interpretāciju
Spektra efekti
- Saglabātas caurlaides joslas amplitūdas
- Samazinātas stopjoslas amplitūdas (parasti 40–80 dB)
- Tīrāks spektrs, koncentrējoties uz interesējošo joslu
- Trokšņa minimums tiek pazemināts, ja troksnis atrodas ārpus caurlaides joslas
Digitālie un analogie joslas caurlaides filtri
Analogie filtri
- Aparatūras ieviešana signāla ceļā
- Reāllaika darbība
- Fiksētas īpašības pēc izstrādes
- Izmanto antialiasingā un signālu kondicionēšanā
Digitālie filtri
- Programmatūras apstrāde pēc digitalizācijas
- Regulējami parametri
- Var uzlikt/noņemt pēc savākšanas
- Mūsdienu analizatori piedāvā plašas digitālās BPF iespējas
Bieži sastopamie pielietojumi pēc frekvenču diapazona
Zemfrekvences joslas caurlaide (10–200 Hz)
- Nelīdzsvarotības un nobīdes analīze
- Zema ātruma mašīnu uzraudzība
- Pamatu un konstrukcijas vibrācijas
Vidējas frekvences joslas caurlaide (200–2000 Hz)
- Zobratu sazobes frekvences
- Lāpstiņu/lāpstiņu caurlaides frekvences
- Zemākas gultņu defektu frekvences
Augstas frekvences joslas caurlaide (2–40 kHz)
- Gultņu defektu apvalka analīze
- Augstas frekvences triecieni
- Ultraskaņas frekvences
- Gultņu rezonanses ierosme
Joslas caurlaides filtri ir daudzpusīgi signālu apstrādes rīki, kas ļauj mērķtiecīgi analizēt noteiktus frekvenču diapazonus, vienlaikus noraidot nevēlamas zemas un augstas frekvences komponentes. Joslas caurlaides filtru izvēles un pielietošanas apgūšana, īpaši aploksnes analīzei un frekvenču diapazona izolēšanai, ir būtiska progresīvai vibrāciju diagnostikai un efektīvai diagnostikas informācijas iegūšanai no sarežģītām vibrācijas signatūrām.
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 