Memahami Integrasi dalam Analisis Getaran
Definisi: Apakah itu Integrasi?
Integrasi dalam getaran analisis ialah proses matematik menukar ukuran getaran daripada satu parameter kepada parameter yang lain dengan melakukan penyepaduan dalam domain masa atau membahagi dengan frekuensi dalam domain frekuensi. Selalunya, integrasi menukar pecutan (diukur oleh accelerometers) kepada halaju, atau halaju ke anjakan. Memandangkan pecutan, halaju dan sesaran dikaitkan melalui kalkulus (halaju = ∫pecutan dt; sesaran = ∫halaju dt), penyepaduan membenarkan menyatakan getaran dalam parameter yang paling sesuai untuk aplikasi dan julat frekuensi.
Penyepaduan adalah penting kerana parameter getaran yang berbeza adalah optimum untuk tujuan yang berbeza: pecutan untuk analisis frekuensi tinggi (kecacatan galas), halaju untuk keadaan jentera am (standard ISO), dan anjakan untuk peralatan berkelajuan rendah dan penilaian kelegaan.
Hubungan Matematik
Penyepaduan Domain Masa
- Halaju daripada Pecutan: v(t) = ∫ a(t) dt
- Anjakan daripada Halaju: d(t) = ∫ v(t) dt
- Anjakan daripada Pecutan: d(t) = ∫∫ a(t) dt dt (pengamiran berganda)
Penyepaduan Domain Kekerapan
Lebih mudah dalam domain frekuensi:
- Halaju daripada Pecutan: V(f) = A(f) / (2πf)
- Anjakan daripada Halaju: D(f) = V(f) / (2πf)
- Keputusan: Membahagikan mengikut kekerapan, jadi frekuensi rendah dikuatkan, frekuensi tinggi dikurangkan
Mengapa Integrasi Diperlukan
Had Sensor
- Accelerometer adalah penderia yang paling serba boleh dan biasa
- Tetapi pecutan tidak selalunya parameter terbaik untuk analisis
- Penyepaduan membolehkan penggunaan pecutan untuk semua jenis parameter
- Lebih menjimatkan daripada pelbagai jenis sensor
Pemilihan Parameter mengikut Kekerapan
- Frekuensi Tinggi (>1000 Hz): Pecutan terbaik (kecacatan galas)
- Frekuensi Sederhana (10-1000 Hz): Kelajuan terbaik (jentera am, piawaian ISO)
- Frekuensi Rendah (< 10 Hz): Anjakan terbaik (peralatan berkelajuan rendah, kelegaan)
- Integrasi: Membolehkan menggunakan parameter optimum untuk setiap julat frekuensi
Keperluan Standard
- ISO 20816 menentukan halaju RMS
- Jika mengukur pecutan, mesti bergabung dengan halaju
- Pengukuran proximity probe dalam anjakan mesti ditukar untuk perbandingan halaju
Cabaran Integrasi
Drift Frekuensi Rendah
Masalah integrasi utama:
- Mana-mana DC offset atau komponen frekuensi sangat rendah
- Penyepaduan menguatkan frekuensi rendah (membahagikan dengan nombor kecil)
- Mencipta ralat frekuensi rendah yang besar
- Isyarat "hanyut" dari skala
- Penyelesaian: Penapis laluan tinggi sebelum penyepaduan (biasanya potongan 2-10 Hz)
Penguatan Bunyi
- Penyepaduan ialah operasi 1/f (menguatkan frekuensi rendah)
- Bunyi frekuensi rendah dikuatkan lebih daripada isyarat
- Boleh merendahkan nisbah isyarat kepada hingar
- Penyelesaian: Tapis bunyi sebelum penyepaduan
Ralat Kompaun Penyepaduan Berganda
- Pecutan kepada anjakan memerlukan penyepaduan berganda
- Kesilapan berganda
- Sangat sensitif kepada DC offset dan hingar frekuensi rendah
- Penapisan laluan tinggi yang agresif penting (10-20 Hz tipikal)
Prosedur Integrasi yang Betul
Integrasi Tunggal (Pecutan kepada Halaju)
- Dapatkan Isyarat: Kumpul data pecutan dengan kadar sampel yang mencukupi
- Pembuangan DC: Alih keluar sebarang offset DC
- Penapis Laluan Tinggi: Sapukan HPF pada 2-10 Hz untuk mengeluarkan drift
- integrasikan: Lakukan penyepaduan (bahagi dengan 2πf dalam domain frekuensi)
- Sahkan: Semak hasil untuk nilai yang munasabah dan tiada drift
Integrasi Berganda (Pecutan kepada Anjakan)
- HPF yang agresif: Potongan 10-20 Hz (lebih tinggi daripada penyepaduan tunggal)
- Integrasi Pertama: Pecutan → halaju
- Sahkan Perantaraan: Semak keputusan halaju
- Integrasi Kedua: Halaju → anjakan
- Pengesahan Akhir: Sahkan anjakan munasabah
Domain Kekerapan lwn Domain Masa
Penyepaduan Domain Kekerapan (Diutamakan)
- Kaedah: FFT → bahagi dengan 2πf → songsang FFT
- Kelebihan: Terus terang, tiada ralat terkumpul, mudah digunakan penapisan
- Pelaksanaan: Standard dalam penganalisis moden
- Keputusan: Penyepaduan yang bersih dan tepat
Penyepaduan Domain Masa
- Kaedah: Penyepaduan berangka (petua trapezoid, peraturan Simpson)
- Cabaran: Ralat kumulatif, hanyut, penapisan yang lebih kompleks
- Gunakan: Apabila domain frekuensi tidak praktikal
Aplikasi Praktikal
Pematuhan Piawaian
- Tukar ukuran pecutan kepada halaju untuk perbandingan ISO 20816
- Tukar anjakan kuar jarak kepada halaju
- Memastikan perbandingan yang konsisten merentas jenis penderia
Jentera Berkelajuan Rendah
- Pada kelajuan rendah (< 500 RPM), pecutan dan halaju menjadi kecil
- Anjakan lebih bermakna
- Integrasikan pecutan kepada anjakan untuk analisis
Analisis Pelbagai Parameter
- Lihat getaran yang sama seperti pecutan, halaju, DAN anjakan
- Setiap parameter menekankan julat frekuensi yang berbeza
- Pemahaman menyeluruh tentang ciri-ciri getaran
Kesilapan Biasa
Integrasi Tanpa Penapisan
- Hasil dalam drift dan ralat
- Nilai anjakan yang tidak boleh digunakan
- Sentiasa penapis laluan tinggi sebelum disepadukan
Kekerapan Cutoff Salah
- Terlalu rendah: masalah drift
- Terlalu tinggi: frekuensi rendah yang sah dialih keluar
- Mesti mengimbangi pencegahan drift vs. pemeliharaan isyarat
Membandingkan Parameter Campuran
- Jangan bandingkan pecutan dengan halaju secara langsung
- Tukar kepada parameter yang sama sebelum perbandingan
- Kandungan kekerapan mempengaruhi parameter yang menunjukkan nilai yang lebih tinggi
Penyepaduan ialah operasi pemprosesan isyarat asas dalam analisis getaran yang membolehkan penukaran antara ukuran pecutan, halaju dan anjakan. Teknik penyepaduan yang betul—termasuk penapisan laluan tinggi yang sesuai untuk mengelakkan hanyut dan pemahaman pelaksanaan domain frekuensi—adalah penting untuk penukaran parameter getaran yang tepat, pematuhan piawai dan analisis berbilang parameter yang komprehensif bagi keadaan jentera.
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 