Vibration विश्लेषणातील Coherence समजून घेणे
कोहेरन्स — ज्याला coherence फंक्शन असेही म्हणतात — हे एक सिग्नल-प्रोसेसिंग साधन आहे जे कंपन विश्लेषण मध्ये दोन-चॅनेल मापनाची गुणवत्ता आणि वैधता तपासण्यासाठी वापरले जाते. ही 0 ते 1 दरम्यानची एक संख्या आहे, जी प्रत्येक frequency नुसार गणली जाते, आणि प्रत्येक वारंवारता हे खरोखर आणि रेखीयरीत्या इनपुट सिग्नलमुळे निर्माण होते. प्रत्यक्षात, कोहेरन्स हे विश्लेषकाचे आत्मविश्वास-मापक आहे: डेटावरून कोणतेही निष्कर्ष काढण्यापूर्वी ते या प्रश्नाचे उत्तर देते “मी या मापनावर विश्वास ठेवू शकतो का, की त्यात नॉइज मिसळलेला आहे?”
1. व्याख्या: कोहेरन्स म्हणजे काय?
कोहेरन्स हे एकाच वेळी मोजलेल्या दोन सिग्नलांमधील रेखीय कारण-परिणाम संबंध प्रत्येक फ्रिक्वेन्सीला परिमाणित करते spectrum. हे स्केल अंतर्ज्ञानी आहे:
- कोहेरन्सचे मूल्य 1.0 दिलेल्या फ्रिक्वेन्सीला असेल तर दोन्ही सिग्नलांमध्ये परिपूर्ण रेखीय संबंध आहे — त्या फ्रिक्वेन्सीला आउटपुटपैकी 100% इनपुटमुळे निर्माण होते.
- कोहेरन्सचे मूल्य 0.5 म्हणजे त्या फ्रिक्वेन्सीला आउटपुटच्या ऊर्जेपैकी केवळ 50% इनपुटशी रेखीयरीत्या संबंधित आहे. उरलेला अर्धा भाग इतर घटकांमुळे येतो: नॉइज, नॉन-लिनिअॅरिटी किंवा इतर न मोजलेली इनपुट.
- कोहेरन्सचे मूल्य 0.0 म्हणजे त्या फ्रिक्वेन्सीला दोन्ही सिग्नलांमध्ये अजिबात रेखीय संबंध नाही.
गणितीयदृष्ट्या, कोहेरन्स काढले जाते क्रॉस-पावर स्पेक्ट्रल घनता दोन्ही चॅनेलांच्या एकत्रित स्वरूपासह प्रत्येकाच्या ऑटो-स्पेक्ट्रम वरून, अशा प्रकारे सामान्यीकृत केले जाते की निकाल नेहमी 0 आणि 1 दरम्यान येतो. महत्त्वाचे म्हणजे, ते एक averaged राशी आहे: अर्थपूर्ण कोहेरन्स मूल्यासाठी मापनाचे अनेक सरासरी आवश्यक असतात, म्हणूनच ते केवळ एकाच वेळी दोन सिग्नल घेण्यास सक्षम असलेल्या मल्टी-चॅनेल विश्लेषकाद्वारेच निर्माण करता येते.
2. फ्रिक्वेंसी रेस्पन्स फंक्शन (FRF) मापनांचा पडताळणी
कोहेरन्सचा सर्वात सामान्य आणि महत्त्वाचा वापर म्हणजे प्रमाणित करणे वारंवारता प्रतिक्रिया फंक्शन (FRF). जेव्हा एखादे impact test — ज्यास असे ही म्हणतात बंप टेस्ट केले जाते — एखादी रचना फ्रिक्वेन्सीनुसार कशी प्रतिसाद देते हे मोजण्यासाठी, तेव्हा कॅप्चर केलेला डेटा ठेवण्यायोग्य आहे की नाही हे ठरवण्यासाठी कोहेरन्स प्लॉट आवश्यक असतो.
- चांगले मापन: वैध FRF साठी कोहेरन्स अनुनादी पीक्सच्या फ्रिक्वेन्सीला 1.0 च्या अगदी जवळ असावे. उच्च कोहेरन्स — समजा 0.95 पेक्षा जास्त — विश्लेषकाला हा विश्वास देते की मोजलेला प्रतिसाद खरोखर हॅमर इम्पॅक्टमुळे निर्माण झाला होता, पार्श्वभूमी कंपन किंवा मापन नॉइजमुळे नव्हे.
- खराब मापन: रेझोनंट पीकवर कोहेरन्स अचानक घसरत असेल, तर मापन संशयास्पद आहे. याचे कारण हॅमरचा अयोग्य प्रहार, गोंगाटयुक्त वातावरण किंवा खरोखरच नॉन-लिनिअर संरचनात्मक प्रतिसाद असू शकते. योग्य पाऊल म्हणजे तो इम्पॅक्ट नाकारणे आणि पुन्हा प्रयत्न करणे.
एका सूक्ष्म बाबीला दोष समजू नये: कोहेरन्स नैसर्गिकरीत्या घसरते anti-resonances येथे — FRF मधील पीक्समधील दऱ्या — कारण तेथे रचना जवळजवळ हलत नाही आणि प्रतिसादावर नॉइजचे वर्चस्व असते. त्या दऱ्यांमधील कमी कोहेरन्स सामान्य आणि अपेक्षित आहे. म्हणूनच कोहेरन्स FRF डेटासोबत वाचले जाते मोडल विश्लेषणमध्ये, जेथे एखाद्या मशीन किंवा रचनेच्या खऱ्या प्राकृतिक वारंवारतेशी ची पुष्टी स्वच्छ, विश्वासार्ह पीक्सवर अवलंबून असते.
3. स्रोत ओळख
एका मशीनचे कंपन दुसऱ्या मशीनचे कंपन चालवत आहे का हेदेखील कोहेरन्स उघड करू शकते. समजा एक पंप आणि एक मोटर समान बेस सामायिक करतात, आणि तुम्हाला संशय आहे की मोटर पंपाला हलवत आहे:
- प्रक्रिया: place one accelerometer मोटरवर (इनपुट) आणि दुसरा पंपावर (आउटपुट), दोन्ही एकाच वेळी मोजा, आणि त्यांच्यामधील कोहेरन्स काढा.
- अर्थ लावणे: मोटरच्या running speedला कोहेरन्स उच्च असेल, तर हे प्रबळ पुरावा आहे की कंपन त्यांच्या सामायिक रचनेमार्फत मोटरकडून पंपाकडे प्रसारित होत आहे. त्या फ्रिक्वेन्सीला कोहेरन्स कमी असेल, तर पंपाचे कंपन बहुधा त्याच्या स्वतःच्या समस्यांमुळे आहे — त्याच्या स्वतःच्या unbalance or कॅव्हिटेशन, उदाहरणार्थ — मोटरद्वारे नव्हे.
अशा प्रकारे वापरल्यास, कोहेरन्स कंपन प्रसारण मार्ग नकाशे करण्यास मदत करते आणि विश्लेषकाला चुकीच्या यंत्राच्या मागे जाण्यापासून थांबवते — जेव्हा दोन जोडलेले युनिट समान वेगाने कंपन करतात तेव्हा होणारी एक वारंवार आणि महागडी चूक.
4. कोहेरन्स कमी करणारे घटक
अनेक वेगवेगळ्या यंत्रणा कोहेरन्स मूल्य 1.0 च्या खाली खेचू शकतात, आणि त्यापैकी कोणती कार्यरत आहे हे ओळखणे हा निदानाचा एक भाग आहे:
- मापन शोर: इनपुट किंवा आउटपुट चॅनेलला दूषित करणारा बाह्य आवाज — सर्वात सामान्य कारण, आणि जे चांगले सेन्सर माउंटिंग किंवा अधिक अॅव्हरेजिंगद्वारे अनेकदा कमी करता येते.
- अरेखीय प्रणाली: सुसंगतता फक्त linear संबंध. जर प्रणाली नॉन-लिनियर वर्तन करत असेल — यामुळे सैलपणा, एक crack, किंवा फ्लुइड-स्ट्रक्चर इंटरॅक्शनमुळे — खरा कारणात्मक संबंध अस्तित्वात असला तरीही कोहेरन्स कमी असेल.
- Time delays: इनपुट आणि आउटपुट सिग्नलमधील लक्षणीय विलंब कोहेरन्स कमी करतो, जोपर्यंत विश्लेषक त्याची भरपाई करण्यासाठी सेट केलेला नसतो.
- इतर मापन न केलेले इनपुट: जर आउटपुट एकापेक्षा अधिक स्रोतांद्वारे चालवले जात असेल आणि तुम्ही त्यापैकी फक्त एकाचेच इनपुट म्हणून मोजमाप केले, तर न मोजलेली ऊर्जा गमावलेल्या कोहेरन्सच्या स्वरूपात दिसून येते.
५. गुणवत्ता-नियंत्रण साधन म्हणून सुसंगतता
प्रत्यक्षात, कोहेरन्स हे निदानापेक्षा कमी आणि दोन-चॅनेल डेटावर आधारित प्रत्येक निदानाचे संरक्षण करणाऱ्या द्वारपालासारखे अधिक कार्य करते. ते याच्याशी जवळून संबंधित आहे हस्तांतरण कार्य आणि त्यासोबत असलेले FRF — FRF तुम्हाला सांगते की how रचना कशी प्रतिसाद देते, तर कोहेरन्स तुम्हाला सांगते की किती विश्वास ठेवायचा त्या प्रत्येक वारंवारतेला उत्तर किती. नियमित फील्ड बॅलन्सिंग आणि पोर्टेबल विश्लेषकासह सिंगल-चॅनेल स्पेक्ट्रम काम, जसे की Balanset-1A यांना कोहेरन्स प्लॉटची गरज नसते, परंतु ज्या क्षणी तपासणी इम्पॅक्ट टेस्टिंग, रेझोनन्स शोधणे, किंवा मल्टी-चॅनेल प्रणालीवर स्रोत शोधण्याकडे वळते, त्या क्षणी कोहेरन्स हाच तो पॅरामीटर बनतो जो विश्वासार्ह परिणामाला दिशाभूल करणाऱ्या परिणामापासून वेगळा करतो. थोडक्यात, कोहेरन्स फंक्शन हे प्रगत कंपन मोजमापांसाठी एक अत्यावश्यक गुणवत्ता-नियंत्रण साधन आहे: ते FRF डेटाच्या वैधतेबाबत विश्वास प्रदान करते आणि यंत्रामधून कंपन ज्या मार्गांनी प्रवास करते ते मार्ग ओळखण्यास मदत करते.
