Спектрийн шинжилгээг ойлгох
Спектрийн шинжилгээ гэж нийлмэл дохиог — жишээлбэл цаг хугацааны долгионы хэлбэр чичиргээний мэдрэгчээс авсан — түүний тусдаа давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах процесс юм. Түүний зорилго нь дохиог цаг хугацааны муж (амплитуд vs цаг хугацаа) -аас давтамжийн муж (амплитуд vs давтамж) руу хувиргах явдал юм. Гаралт нь спектр (олон тоо: спектрууд) байна: тодорхой давтамж бүр дээрх чичиргээний амплитудыг харуулсан график. Спектрийн шинжилгээ нь чичиргээний оношлогоо-д хамгийн үндсэн, хүчирхэг арга болдог, учир нь энэ нь шинжээчид өөр өөр машин гэмтэлтэй холбоотой өвөрмөц давтамжийн шинж тэмдгүүдийг таних боломжийг олгодог.
Ажлын байран дээрх спектрийн шинжилгээ сайн мэдрэгч болон хоёр сувгийн анализатораас эхэлдэг: харна уу чичиргээ мэдрэгч болон машины гэмтлийн оношлогооны гарын авлага.
1. Тодорхойлолт: Спектрийн шинжилгээ гэж юу вэ?
Машины чичиргээ нь олон зэрэгцээ үе шаттай хүчнүүдийн нийлбэр бөгөөд цаг хугацааны мужид эдгээр хүчнүүд тайлбарлахад хэцүү нэг нарийн төвөгтэй мөр болон бүдгэрч харагддаг. Спектрийн шинжилгээ нь тэр мөрийг задардаг. Математикийн суурь нь Фурьегийн зарчим юм: ямар ч нарийн төвөгтэй байсан үе шаттай дохиог өөрийн давтамж, амплитуд, фазтай энгийн синус долгионуудын нийлбэрээр илэрхийлж болно. Спектрийн шинжилгээ нь тэр синус долгионуудын жагсаалтыг сэргээж спектрийн хэлбэрээр харуулдаг — «цаг хугацааны явцад төөрөгдүүлэх хэлбэлзэл»-ийг «тодорхой давтамж дээрх цэгцтэй оргилуудын олонлог» болгон хувиргана. Энэ хувиргалт нь гол зорилго бөгөөд бусад бүх зүйл үүнээс үүдэлтэй.
2. Хурдан Фурье Хувиргалтын (FFT) үүрэг
Орчин үеийн спектрийн шинжилгээ нь Хурдан Фурьегийн хувиргалт (FFT) гэсэн өндөр үр ашигтай алгоритмаар бодит болдог. FFT нь бүх дижитал чичиргээний анализаторд програмчлагдсан математик арга юм. Энэ нь дижитал хэлбэрт шилжсэн цаг хугацааны долгионы хэлбэрийн өгөгдлийг оролт болгон авч давтамжийн спектрийг гаралт болгон гаргадаг бөгөөд гараар цаг гарцуулж хийдэг тооцооллыг миллисекундын дотор гүйцэтгэдэг.
FFT нь нарийн төвөгтэй, мөргөлдөөнтэй мэт харагдах дохиог — цаг хугацааны мужид уншихад маш хэцүү — давтамжийн мужид тодорхой, ялгаатай давтамжийн оргилуудын цуваагаар харах боломжийг олгодог. FFT хүчинтэй байхын тулд дохиог эхлээд зөв дээжлэх, мөн давтамжийн хуулбарлалт-ээс хамгаалах шаардлагатай, учир нь анти-алиасинг шүүлтүүр нь үргэлж хувиргалтаас өмнө байрладаг.
3. Спектрийн оношлогооны хүч
Спектрийн шинжилгээ нь эргэдэг тоног төхөөрөмж дэх өөр өөр механик, цахилгаан асуудлууд урьдчилан таамаглаж болох, онцлог давтамж дээр чичиргээ үүсгэдэгтэй холбоотойгоор маш үр дүнтэй байдаг. Спектрийг шинжлэх замаар шинжээч нь оргилуудын давтамжийг мэдэгдэж буй гэмтлийн загвартай тааруулан асуудлын үндсэн шалтгааныг оношлох боломжтой. Ерөнхий жишээнүүд дараах байдалтай байна:
- 1× ажлын хурд ихэвчлэн илтгэдэг тэнцвэргүйдэл д их хэмжээний оргил — тэнцвэржүүлэх ажлын дохио.
- Ажиллах хурдны 2× д их хэмжээний оргил нь голуудын тэнхлэгийн зөрүү.
- Ажиллах хурдны гармоникуудын мөр нь ихэвчлэн механик сулралтыг илтгэнэ.
- Ажиллах хурдны бүхэл тоон үржвэр биш давтамж дээрх оргилуудын цуваа нь дараах зүйлийг зааж болно холхивчийн гэмтэл, ихэвчлэн envelope analysis.
- Хүрдний сүлжээний давтамж дээр өндөр амплитудтай оргил талын зурвасууд илтгэдэг хүрдний гэмтэл.
- Цахилгаан шугамын давтамжийн 2× д оргил нь моторын статорын асуудлыг илтгэж болно.
4. Спектрийн шинжилгээний гол параметрүүд
Ашигтай спектрийг авахын тулд шинжээч нь хэд хэдэн гол параметрүүдийг тодорхойлох ёстой. Эдгээрийг буруу тохируулбал төгс FFT ч таныг буруу чиглүүлнэ:
- Fmax (хамгийн их давтамж): спектрийг багтаасан хамгийн өндөр давтамж. Энэ нь хурдан хурдны тэнцвэргүйдлийн хувьд бага, хүрд, холхивчийн асуудлын хувьд өндөр байх ёстой.
- Нарийвчлал (нарийвчлалын шугамууд): энэ нь дэлгэрэнгүй байдлын түвшнийг тодорхойлно. Илүү их шугамууд нь илүү нарийн давтамжийн нарийвчлал өгч, хоёр оргил ойрхон байрлах үед тэдгээрийг ялгах боломжийг шинжилгээний багажид олгодог — энэ нь хурдны хайрцагны шинжилгээнд хажуугийн бүслүүрүүдийг ялгахад чухал юм. Үүний солилцоо нь урт хугацааны өгөгдөл цуглуулах хугацаа бөгөөд үүнийг FFT нягтралын тооцоолуур.
- Дундажлах: цагаан, тогтвортой спектрийг авахын тулд шинжилгээний багаж нь хэд хэдэн «цаг тогтоох»-ийг авч дундажладаг, санамсаргүй шуугианыг дарж, жинхэнэ тогтвортой төлөвийн чичиргээг илрүүлдэг.
- Цонхлох: Ханнинг цонх зэрэг математик функц нь спектрийн нэвтрэлт -ийг сэргийлэхийн тулд өгөгдлийн блок бүрт хэрэглэгддэг, эсрэг тохиолдолд оргилуудын амплитуд, хэлбэрийг бүдгэрүүлж, гажуудуулна.
5. Ажлын байран дэх спектрийн шинжилгээ
Спектрийн шинжилгээ нь зөвхөн лабораторид хязгаарлагдахгүй — энэ нь засварын инженер хөдөлгөөнт багажаар ажлын байран дээр гүйцэтгэдэг яг зүйл юм. Хоёр сувгийн Balanset-1A шинжилгээний багаж нь акселерометр холхивчийн их бие дээр, FFT-г ажиллуулж, спектриг тэр дор нь харуулдаг тул техникийн ажилтан дараах шилжилтийн өмнө гэмтлийг тодорхойлж, арга хэмжээ авч чадна. Ижил багаж нь мөн голын фаз нэг тахометр-ийн дохиог дээжлэж, FFT-ийг гүйцэтгэж, спектрийг тэр даруй харуулдаг тул техникийн ажилтан дараагийн сэлгэлтээс өмнө гэмтлийг тодорхойлж, арга хэмжээ авч чадна. Ижил багаж нь голын
6. Спектрийн шинжилгээ vs Цаг хугацааны долгионы хэлбэр
Спектр нь хүчирхэг боловч бүх зургийг бүрдүүлдэггүй. Дундажлал, FFT нь богино, хурц шилжилтийн үзэгдлүүдийг — хагарсан хүрдний шүд эсвэл гэмтсэн холхивчийн цохилтуудыг — далдлах боломжтой бөгөөд эдгээр нь жигд цаг хугацааны долгионы хэлбэрт тод харагддаг. Тиймээс ур чадвартай шинжээчид эдгээр хоёр харагдацыг түнш гэж үздэг: спектр нь алдаа илрүүлэхэд давтамж энерги зөөдөг, цаг хугацааны долгионы хэлбэр нь хэрхэн тэр энерги хэрхэн хүргэгдэж байгааг судлахад зориулагдсан. Үндсэндээ спектрийн шинжилгээ нь орчин үеийн чичиргээний оношлогооны гол хэсэг бөгөөд машин дотор явагдаж буй хүч, хөдөлгөөнийг тод «рентген» харагдац өгдөг — мөн долгионы хэлбэр, дууны суурь утгатай хамт уншихад жигд чичиргээг итгэлтэй шийдвэр болгон хувиргадаг.
