Jaudas spektrālā blīvuma izpratne
Definīcija: Kas ir jaudas spektrālais blīvums?
Jaudas spektrālais blīvums (PSD) ir attēlojums vibrācija enerģijas sadalījums pa frekvenci, izteikts kā enerģija uz frekvences joslas platuma vienību (vienības: (m/s²)²/Hz paātrinājumam, (mm/s)²/Hz ātrumam). Atšķirībā no standarta amplitūdas spektrs , kas parāda amplitūdu katrā frekvencē, PSD parāda, kā vibrācijas jauda tiek sadalīta visā frekvencē, un vērtības tiek normalizētas ar frekvences izšķirtspējas joslas platumu. Šī normalizācija padara PSD neatkarīgu no analīzes joslas platuma, ļaujot jēgpilni salīdzināt spektrus, kas izmērīti ar dažādiem izšķirtspējas iestatījumiem.
PSD ir īpaši svarīgs nejaušu vibrāciju analīzei (kur enerģija tiek nepārtraukti sadalīta visā frekvencē, nevis koncentrēta atsevišķos maksimumos), trokšņu analīzei un lietojumprogrammām, kurām nepieciešama no joslas platuma neatkarīga spektrālā raksturošana, piemēram, vibrācijas testēšanai un vides kvalifikācijai.
PSD pret amplitūdas spektru
Amplitūdas spektrs
- Rāda vibrāciju amplitūda katrā frekvencē
- Mērvienības: mm/s, m/s², mili utt.
- Maksimālās amplitūdas pie atsevišķām frekvencēm (disbalanss, gultņu defekti)
- Vērtības ir atkarīgas no FFT izšķirtspējas joslas platuma
- Standarta displejs mašīnu diagnostikai
Jaudas spektrālais blīvums
- Parāda vibrācijas jaudu uz joslas platuma Hz
- Mērvienības: (mm/s)²/Hz, (m/s²)²/Hz utt.
- Enerģijas sadalījums pa frekvenci
- Neatkarīgi no analīzes joslas platuma
- Nejaušu vibrāciju analīzes standarts
Attiecības
- PSD = (amplitūda)² / Δf
- Kur Δf = frekvences izšķirtspēja (joslas platums)
- Kvadrātveida izcelšana uzsver lielas amplitūdas
- Normalizācija padara joslas platuma neatkarīgu
Pieteikumi
1. Nejaušu vibrāciju analīze
Primārais PSD pieteikums:
- Nejauši procesi: Turbulence, ceļa vibrācija, seismiskā, akustiskā
- Nepārtrauktie spektri: Enerģija sadalīta pa frekvenci, nevis atsevišķi pīķi
- Statistikas apraksts: PSD apraksta nejaušu procesa enerģijas sadalījumu
- Standarta formāts: Vibrācijas testēšanas specifikācijas PSD dokumentā
2. Platjoslas trokšņa raksturojums
- Kavitācija troksnis sūkņos
- Turbulentas plūsmas troksnis ventilatoros
- Aerodinamiskais troksnis
- Gultņu defektu trokšņa raksturojums
3. Salīdzinājums neatkarīgi no joslas platuma
- Salīdziniet spektrus, kas izmērīti ar dažādiem FFT iestatījumiem
- Dati no dažādiem instrumentiem vai rezolūcijām
- Vēsturiskie dati ar dažādiem analīzes parametriem
- PSD vērtības ir tieši salīdzināmas neatkarīgi no joslas platuma
4. Vides testēšana
- Vibrācijas testa specifikācijas, kas norādītas kā PSD pret frekvenci
- Kratītāja galda vadība, kuras pamatā ir PSD
- Produkta kvalifikācijas pārbaude
- Triecienu un vibrācijas standarti
PSD aprēķināšana
No FFT
- Aprēķiniet vibrācijas signāla FFT
- Kvadrātā katra amplitūdas vērtība
- Dalīt ar frekvences izšķirtspēju (Δf = Fmax / Līniju skaits)
- Rezultāts: PSD (vienībās)²/Hz
Vienības
- Paātrinājuma PSD: (m/s²)²/Hz vai g²/Hz
- Ātruma PSD: (mm/s)²/Hz vai (collas/s)²/Hz
- Nobīdes PSD: (µm)²/Hz vai (mils)²/Hz
- Bieži uzzīmēts: Logaritmiskā skala (dB attiecībā pret atsauci)
PSD diagrammu interpretācija
Plakanais spektrs (baltais troksnis)
- Nemainīgs PSD visā frekvencē
- Vienāda enerģija uz Hz visās frekvencēs
- Platjoslas nejaušās vibrācijas raksturojums
- Piemērs: Ideāla nejauša vibrācija testēšanai
Slīpais spektrs (krāsains troksnis)
- PSD mainās atkarībā no frekvences
- Augošs slīpums: vairāk enerģijas augstās frekvencēs
- Krītoša slīpuma līkne: vairāk enerģijas zemās frekvencēs (izplatīts mehānismos)
- Slīpums norāda enerģijas frekvences sadalījumu
PSD maksimumi
- Diskrētās frekvences komponentes parādās kā virsotnes virs vispārējā līmeņa
- Rezonanses parādās kā paaugstināti PSD reģioni
- Var noteikt dominējošās frekvences, kas ietekmē enerģiju
Saistība ar vidējo kvadrātisko vērtību (RMS) un kopējo enerģiju
Kopējā enerģija no PSD
- Integrēt PSD visā frekvenču diapazonā
- Rezultāts: vidējā kvadrātiskā vērtība
- Kvadrātsakne dod RMS vērtību
- RMS = √[∫ PSD(f) df]
Enerģija frekvenču joslās
- Integrēt PSD noteiktā frekvenču diapazonā
- Piešķir enerģiju šajā joslā
- Noderīgi dažādu frekvenču diapazonu ieguldījuma novērtēšanai
PSD priekšrocības
Neatkarība no noregulējuma
- PSD vērtības ir salīdzināmas neatkarīgi no FFT izšķirtspējas
- Ļauj salīdzināt vēsturiskos datus ar dažādiem iestatījumiem
- Standartizē analīzi dažādos instrumentos
Enerģijas attēlojums
- Tieši attēlo vibrācijas enerģijas sadalījumu
- Kvadrātveida vērtības uzsver dominējošās frekvences
- Dabiski enerģijas analīzei
Statistikas sistēma
- PSD ir nejaušo vibrāciju teorijas pamats
- Iespējo varbūtības analīzi
- Atbalsta noguruma kalpošanas laika prognozēšanu, pamatojoties uz nejaušu slodzi
Kad lietot PSD
Izmantojiet PSD, ja:
- Nejaušas vibrācijas vai trokšņa analīze
- Datu salīdzināšana ar dažādiem analīzes joslas platumiem
- Ievērojot testa specifikācijas PSD formātā
- Platjoslas procesu raksturojums
- Nepieciešama uz enerģiju balstīta analīze
Izmantojiet amplitūdas spektru, ja:
- Regulāra mašīnu diagnostika
- Diskrētu kļūmju biežuma noteikšana
- Tendences specifiskās komponentes
- Amplitūdas vērtībām ir tieša nozīme
Jaudas spektrālais blīvums ir pamatjēdziens nejaušu vibrāciju analīzē un nodrošina no joslas platuma neatkarīgu spektrālo raksturojumu. Lai gan PSD to retāk izmanto nekā amplitūdas spektrus ikdienas mašīnu diagnostikā, tas ir būtisks nejaušu vibrāciju lietojumprogrammās, trokšņu analīzē un jebkurā situācijā, kad nepieciešams salīdzināt spektrus, kas izmērīti ar dažādiem analīzes parametriem vai no dažādiem instrumentiem.
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 