Izpratne par viļņu analīzi
Viļņu analīze ir progresīva signālu apstrādes metode, ko izmanto, lai analizētu vibrācija signāli, kuru frekvences saturs laika gaitā mainās. Atšķirībā no tradicionālajiem Ātrā Furjē transformācija (FFT), kas vislabāk piemērota stacionāriem signāliem ar nemainīgu frekvenču saturu, viļņplašu analīze efektīvi uztver īslaicīgus notikumus, triecienus un citas nestacionāras parādības. Tā ir specializēts instruments vibrācijas diagnostika rīku kopums - sasniegts tieši tad, kad standarta spektrs ir nepietiekams.
Tā darbojas, sadalot signālu bāzes funkciju kopumā, ko sauc par “viļņveida viļņiem”. Katrs viļņpunkts ir īss, svārstīgam vilnim līdzīgs pakete, kas ir lokalizēta gan laikā, gan frekvencē. Šī dubultā lokalizācija - zinot gan kas biežums un kad - ir tas, kas piešķir metodei tās atšķirīgo spēku.
1. Definīcija: Kas ir vaveletu analīze?
Lielākā daļa ikdienas vibrācijas analīze pieņem, ka mašīna darbojas ar vienmērīgu ātrumu un slodzi, tāpēc tās vibrācija ir “stacionāra” un to labi raksturo viens spektrs. Tomēr daudzi no visuzskatāmākajiem defektiem nemaz nav vienmērīgi: tie ir īsi enerģijas uzplaiksnījumi, kas rodas un izzūd viena apgrieziena laikā. Viļņu analīze ir paredzēta tieši šādiem signāliem. Tā vietā, lai jautātu tikai par to, kuras frekvences ir sastopamas visā ierakstā, tā slīd dažāda lieluma viļņlaužus pa visu ieraksta līniju. laika viļņa forma, mērot, cik spēcīgi katrs no tiem atbilst signālam katrā brīdī. Īsi, augstas frekvences viļņlaiki precīzi nosaka asus triecienus laikā; gari, zemas frekvences viļņlaiki atrisina lēnas frekvences komponentes.
2. Viļņu analīze salīdzinājumā ar FFT
Lai novērtētu viļņplašu analīzes vērtību, ir lietderīgi saskatīt FFT ierobežojumus:
- FFT (ātrās Furjē transformācijas): FFT jums norāda. kas frekvences ir klāt, bet nesniedz informāciju par kad tie notika. Tā analizē visu ierakstu uzreiz, nodrošinot lielisku. frekvence izšķirtspēja, bet nulles laika izšķirtspēja.
- Viļņu analīze: viļņu viļņu analīze ļauj noteikt, kādas frekvences un kad tās ir klātesošas. Tā izveido signāla “laika-frekvenču” karti, parādot, kā mērījuma laikā mainās spektra saturs.
Iedomājieties, ka signāls satur īsu “klikšķi” no saplaisājuša zobrata zoba. FFT var parādīt tikai nelielu platjoslas enerģijas pieaugumu, jo klikšķis ir vidējais visā ierakstā. Turpretī viļņu analīze ļauj iegūt grafiku, kurā skaidri redzams augstfrekvences enerģijas uzliesmojums tieši tajā brīdī, kad notika klikšķis. Tā ir praktiska priekšrocība: tā saglabā to notikumu laiku, kurus FFT izpludina. Pēc būtības tas ir cieši saistīts ar pasūtījumu analīze, kas attiecas arī uz signāliem, kuros vienkārša fiksētas frekvences aina ir kļūdaina.
3. Skalogramma: laika-frekvences karte
Visizplatītākais wavelet analīzes rezultāts ir skalogramma (vai līdzīgs laika un frekvences grafiks) - 2D krāsu karte, kurā:
- X ass attēlo laiku.
- Y ass attēlo frekvenci (vai mērogu).
- Krāsa apzīmē amplitūda vai vibrācijas enerģija konkrētajā laikā un frekvencē.
Šāda vizualizācija ļauj viegli pamanīt pārejošus notikumus, ja standarta spektrā tie būtu paslēpti. Piemēram, vertikāla “karstas” krāsas līnija skalogrammā iezīmē platjoslas notikumu, piemēram, triecienu, kas noticis vienā precīzā mirklī - vizuāls lokāla, atkārtota bojājuma nospiedums. Konceptuāli skalogramma papildina citus progresīvus displejus, piem. ūdenskrituma gabals, kas nosaka, kā mainās spektrs, izmantojot daudzus secīgus vidējos rādītājus vai ātrumus.
4. Pielietojumi vibrācijas diagnostikā
Viļņu analīze parasti netiek izmantota rutīnas vajadzībām. vibrācijas monitoringsbet ir spēcīgs instruments progresīvai diagnostikai konkrētās situācijās:
- Ātrumkārbas analīze: ārkārtīgi labi atklāj lokalizētus defektus, piemēram, vienu saplaisājušu vai salūzušu zobu, kas rada izteiktu triecienu vienu reizi apgrieziena laikā.
- Gultņa defekts Analīze: spēj noteikt atsevišķus triecienus, ko izraisa rites elements, kas pārbrauc pāri spall, jo īpaši mašīnās ar ļoti mazu ātrumu, kur parastie aploksnes analīze var būt izaicinoši.
- Pārejošs notikums Analīze: ideāli piemērots signāliem, kas rodas mašīnas palaišanas, izslēgšanas vai jebkura procesa laikā, kad ātrums un vibrācijas raksturlielumi pastāvīgi mainās.
- Strukturālā analīze: noderīga, lai analizētu konstrukcijas reakciju uz triecienu - a trieciena tests - izprast tās slāpēšana un dabiskās frekvences.
5. Praktiskā izmantošana un ierobežojumi
Viļņu analīze ir skaitļošanas ziņā intensīvāka nekā FFT, un skalogrammas interpretācijai ir nepieciešama lielāka pieredze nekā līnijas spektra nolasīšanai. Šo iemeslu dēļ tā ir piemērota līdzās ikdienas metodēm, nevis aizvieto tās. Ikdienas defektu noteikšanā joprojām izmanto FFT spektru, vispārējos līmeņus un aploksnes analīzi; viļņlapu analīze tiek izmantota, ja šie rīki norāda uz kaut ko neparastu, bet nevar to laikus lokalizēt. Uz vietas dati tiek vākti ar pārnēsājamu instrumentu - divkanālu analizatoru, piemēram, ar šādu ierīci Balanset-1A fiksē augstas kvalitātes laika viļņu formas, kas ierakstītas mašīnas gultņos pie darba ātruma un no kurām ir atkarīgs jebkurš turpmākais laika un frekvences pētījums. Tomēr modernā datoru programmatūra ir padarījusi viļņveida analīzi par pieejamu un vērtīgu resursu pieredzējušiem analītiķiem, kas strādā ar sarežģītiem, nestacionāriem signāliem.
