Izpratne par Zoom FFT
Tālummaiņas FFT - saukta arī par augstas izšķirtspējas FFT vai frekvences tālummaiņu, ir progresīvs FFT lietojums. Ātrā Furjē transformācija kas koncentrē ļoti smalku frekvenču izšķirtspēju izvēlētā šaurā diapazonā, nevis izkliedē to pa visu frekvenču joslu. spektrs. 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 - tās pašas 1000 līnijas, bet visas tās iekļautas 10 Hz logā. Šī simtkārtīgā asināšana ļauj analītiķim izšķirt cieši izvietotas komponentes, piemēram. sānu joslas, noteikt precīzu maksimālo frekvenci un detalizēti izpētīt vienu no spektrālajiem apgabaliem.
1. Definīcija: Izšķirtspēja tur, kur tas ir svarīgi
Palielinātā FFT ir piemērots instruments, ja diagnostiskā informācija ir pārāk tuvu viena otrai, lai to atdalītu ar normālu spektru. Galvenie gadījumi ir motori salauzti rotora stieņi (izšķirot ļoti mazās polu pārejas sānu joslas — izvietotas ar polu skaits × slīdēšanas frekvence — ap 1× darbības ātrumu), pārnesumu problēmas (modulācijas modeļa nolasīšana ap tīkla frekvenci), kā arī jebkurā situācijā, kad divi svarīgi pīķi citādi saplūstu vienā neskaidrā vienkopus.
2. Kāpēc ir nepieciešama tālummaiņas FFT
Standarta FFT izšķirtspējas robeža
Katrai parastajai FFT ir viena neizbēgama sakarība:
Izšķirtspēja = Fmax ÷ Līniju skaits.
Piemēram, diapazons 0–1000 Hz ar 800 līnijām dod 1.25 Hz izšķirtspēju — un divus pīķus, kas atrodas tuvāk par 1.25 Hz, vienkārši nevar atšķirt. Tā ir reāla problēma elektriskiem defektiem, kur interesējošās polu pārejas sānu joslas bieži atrodas tikai dažus hercus — dažreiz vien 1–2 Hz — no centrālā pīķa.
Brutālā spēka kompromisi
- Samazināt Fmax: samazinot uz 0-100 Hz, izšķirtspēja uzlabojas līdz 0,125 Hz, taču tiek zaudēts viss augstāko frekvenču saturs.
- Palieliniet rindu skaitu: 8000 rindu arī sasniedz 0,125 Hz, taču tas prasa daudz apstrādes laika un atmiņas.
- FFT tālummaiņa: nodrošina precīzu izšķirtspēju tieši tur, kur tā ir nepieciešama, vienlaikus saglabājot saprātīgu aprēķinu apjomu - labākais no abiem.
Pirms mērījumu veikšanas šos kompromisus varat apskatīt, izmantojot bezmaksas FFT izšķirtspējas kalkulators, kas tieši saista diapazonu, rindu skaitu un izšķirtspēju.
3. Kā darbojas Zoom FFT
Šī metode ir digitāls “palielināmais stikls”, kas sastāv no trim signāla apstrādes posmiem:
- Izvēlieties joslu: izvēlieties centrālo frekvenci un joslas platumu, piemēram, 100 Hz ± 10 Hz.
- Frekvences nobīde: digitāli pārveido šo joslu uz līdzstrāvas (pamatjoslas) leju, lai interesējošais apgabals atrastos tur, kur FFT izšķirtspēja ir dabiski visblīvākā.
- Decimācija: samazināt paraugu ņemšanas ātrumu proporcionāli sašaurinātajam joslas platumam.
- FFT aprēķins: veiciet transformāciju ar samazinātas ātruma pakāpes signālu.
- Rezultāts: augstas izšķirtspējas spektrs, kas aptver tikai izvēlēto šauro joslu.
Ieguvums ir tieši atkarīgs no tālummaiņas pakāpes: tālummaiņa līdz vienai desmitajai daļai no pilnas darbības diapazona nodrošina desmit reizes smalkāku izšķirtspēju, tātad izšķirtspējas pieaugums ir vienkārši (pilns darbības diapazons ÷ tālummaiņas darbības diapazons). Pāreja no 0-1000 Hz pie 1 Hz uz 95-105 Hz logu pie 0,01 Hz ir simtkārtīgs pieaugums.
4. Pieteikumi
Motora rotora stieņa defektu noteikšana
Klasisks tālummaiņas FFT uzdevums. Polu pārejas sānu joslas (polu skaits × slīdējuma frekvence), kas no 1× pīķa atrodas tikai dažu hercu attālumā, standarta spektrā ir pārāk tuvas, lai tās izšķirtu, tāpēc tālummaiņa ap 1× darba ātrums ar 0,1 Hz vai augstāku frekvenci tos skaidri atdala un atklāj. salauzti rotora stieņi. Blakusjoslas amplitūda attiecībā pret 1× maksimumu norāda, cik daudz joslu ir pārrauts.
Pārnesumu diagnostika
Pietuvināt ap zobratu sazobes frekvence lai atrisinātu sānu joslas, kas izvietotas ar vārpstas ātrumu, identificētu medību zobu frekvence modeļus un atšķirt zobrata sānu joslas no zobratu sānu joslām. Brīvais Zobratu sazobes frekvences kalkulators norāda, kur vispirms jācentrē tālummaiņa.
Gultņu analīze
Pietuvināt ap gultņu defektu frekvences lai noteiktu to sānu joslas struktūru, apstiprinātu precīzu bojājuma frekvenci, salīdzinot to ar aprēķināto vērtību, un nolasītu modulācijas modeli, kas aploksnes analīze pretējā gadījumā.
Elektriskās frekvences analīze
Palieliniet skatu ap tīkla frekvenci vai 2× tīkla frekvenci, lai izšķirtu sānu joslas, kas izvietotas ar polu caurlaides frekvence strāvas saistītajā vibrācijā un precīzi izmēriet šo atstarpi.
Kritiskā ātruma pētījumi
Palieliniet iespējamā objekta apkārtni dabiskā frekvence lai labotu rezonanse un precīzi izmērīt rezonanses maksimuma platumu, no kura var noteikt, vai slāpēšana var novērtēt.
5. Darbības procedūra
Iestatīšana
- Vispirms veiciet standarta FFT lai atrastu interesējošo reģionu - tālummaiņa nekad nav akls pirmais solis.
- Izvēlieties centru tālummaiņas biežums.
- Izvēlieties diapazonu - šaurāks nozīmē augstāku izšķirtspēju.
- Iestatiet rindu skaitu (parasti tāds pats kā standarta FFT).
- Iegādāties un ļaujiet instrumentam aprēķināt tālummaiņu.
Tipiski iestatījumi
- Motora sānu joslas: centrs ar 1 × (30 Hz), diapazons ±10 Hz, 800 līniju → 0,025 Hz izšķirtspēja.
- Pārnesumu zobratu siets: centrs pie GMF (600 Hz), diapazons ±50 Hz, 1600 līniju → 0,0625 Hz izšķirtspēja.
- Gultņa defekts: centrā, kas atrodas BPFO (150 Hz), diapazons ±25 Hz, 800 līniju → 0,0625 Hz izšķirtspēja.
6. Priekšrocības
- Augsta izšķirtspēja: 10-100× smalkāka nekā standarta FFT, atdalot pīķus, kurus citādi nav iespējams atšķirt, un atklājot diagnostiskas detaļas.
- Skaitļošanas efektivitāte: daudz lētāk nekā palielināt līniju skaitu visā spektrā - ātrāk un ar mazāku atmiņas nospiedumu.
- Precīza frekvences mērīšana: piesprauž precīzu maksimālo frekvenci, lai to varētu salīdzināt ar teorētiskajiem aprēķiniem, apstiprinot vai atspēkojot aizdomas par iespējamu maksimālo frekvenci. diagnoze.
7. Ierobežojumi
- Tikai šaura josla: tas parāda tikai izvēlēto reģionu un neredz visu, kas atrodas ārpus tā, tāpēc jums jau ir jāzina, kur aptuveni meklēt - tāpēc vispirms tiek parādīts standarta-FFT pārskats.
- Nepieciešamās lietotāja zināšanas: saprātīga centra un diapazona izvēle prasa izpratni par to, ko jūs meklējat, tāpēc tālummaiņas FFT nav piemērots vispārējai pārbaudei un ir sarežģītāks nekā vienkāršs FFT.
- Laika ieguldījums: tas ir papildu mērījums papildus standarta mērījumam, kas saistīts ar iestatīšanu un parametru izvēli, kas ir pamatoti kritisko mašīnu vai jau apstiprinātu problēmu gadījumā, nevis veicot regulārus apsekojumus.
8. Palielināt FFT laukā
Lai gan visdziļākā tālummaiņa bieži vien ir paredzēta pastāvīgi instrumentētām kritiskām iekārtām, tas pats princips ir nenovērtējams pārnēsājamā diagnostikā. Pēc regulāras lauka līdzsvarošana apsekojumu, divkanālu analizatoru, piemēram, modeli Balanset-1A ļauj inženierim paplašināt aizdomīgo spektra apgabalu, piemēram, ap 1 × darba ātrumu, lai pārliecinātos, vai paaugstinātais maksimums ir tīrs. nelīdzsvarotība vai zem tās slēpjas elektrisko sānu joslu kopa. Šī atšķirība nosaka, vai ārstēšana ir līdzsvara korekcija vai motora remonts, tāpēc ir tik noderīga iespēja uz vietas atrisināt tuvu novietotus pīķus.
Īsāk sakot, FFT tālummaiņa ir jaudīgs spektrāls rīks, kas nodrošina nepieciešamo izšķirtspēju, lai atdalītu cieši saistītās sastāvdaļas, kas saistītas ar motora elektriskajiem defektiem, zobratu defektiem un gultņu problēmām. Zināšanas par to, kad to izmantot, kā izvēlēties centru un diapazonu un kā nolasīt iegūto augstas izšķirtspējas spektru, ir moderno speciālistu pazīme. vibrācijas analīze un detalizētu defektu diagnostiku sarežģītās iekārtās.
