Memahami Penapisan Isyarat
1. Definisi: Apakah Penapisan Isyarat?
Penapisan Isyarat ialah teknik pemprosesan isyarat penting yang digunakan dalam vibration analysis untuk mengalih keluar komponen frekuensi yang tidak diingini daripada isyarat atau untuk mengasingkan frekuensi minat tertentu. Penapis pada asasnya ialah litar elektronik atau algoritma perisian yang membenarkan frekuensi tertentu "melepasi" semasa menyekat atau melemahkan yang lain.
Penapisan digunakan secara meluas dalam digital penganalisis getaran untuk memastikan bahawa data yang dianalisis adalah bersih, tepat dan relevan dengan tugas diagnostik yang sedang dijalankan.
2. Jenis Penapis Biasa dalam Analisis Getaran
Terdapat empat jenis asas penapis yang digunakan dalam pemprosesan isyarat:
- Penapis Laluan Rendah: Membenarkan frekuensi rendah melalui tetapi menyekat frekuensi tinggi. Kekerapan di mana isyarat mula dilemahkan dipanggil "frekuensi potong".“
- Penapis Laluan Tinggi: Bertentangan dengan penapis laluan rendah. Ia membenarkan frekuensi tinggi melalui tetapi menyekat frekuensi rendah.
- Penapis Band-Pass: Membenarkan jalur atau julat frekuensi tertentu melaluinya sambil menyekat kedua-dua frekuensi yang lebih rendah dan lebih tinggi.
- Penapis Band-Stop (atau Notch): Bertentangan dengan penapis laluan jalur. Ia menyekat jalur frekuensi tertentu sambil membenarkan semua yang lain melaluinya.
3. Aplikasi Utama Penapisan
Penapis digunakan dalam beberapa cara kritikal dalam penganalisis getaran:
a) Penapis Anti-Aliasing
Ini boleh dikatakan aplikasi penapisan yang paling penting. The penapis anti-aliasing ialah penapis laluan rendah curam yang digunakan pada isyarat analog *sebelum* ia didigitalkan. Tujuannya adalah untuk mengalih keluar semua kandungan frekuensi yang lebih tinggi daripada kekerapan maksimum (Fmax) yang telah dipilih oleh pengguna untuk pengukuran mereka.
Ini penting untuk mencegah aliasing, ralat pemprosesan isyarat digital yang serius di mana frekuensi tinggi "lipat ke bawah" dan menyamar sebagai frekuensi rendah, yang membawa kepada kesilapan sama sekali spektrum. Penapis anti-aliasing ialah komponen kritikal yang memastikan integriti semua data getaran digital.
b) Integrasi dan Pembezaan
Getaran diukur sebagai pecutan, halaju, atau anjakan. Manakala an pecutan adalah penderia yang paling biasa, seorang penganalisis selalunya ingin melihat data dari segi halaju. Untuk melakukan ini, penganalisis mesti menyepadukan isyarat pecutan. Proses penyepaduan ini boleh menguatkan dengan teruk bunyi frekuensi sangat rendah (kadangkala dipanggil kesan "cerun ski"). Penapis laluan tinggi digunakan untuk mengeluarkan bunyi ini sebelum penyepaduan untuk menghasilkan spektrum halaju atau anjakan yang bersih dan boleh digunakan.
c) Analisis Sampul (Demodulasi)
Analisis sampul surat, teknik utama untuk mengesan kecacatan galas, sangat bergantung pada penapisan. Proses tersebut melibatkan:
- Menggunakan a penapis laluan jalur untuk mengasingkan jalur frekuensi tinggi di mana isyarat kesan galas hadir.
- Memproses isyarat yang ditapis ini untuk mengekstrak kadar pengulangan ("sampul surat") kesan.
- Menganalisis spektrum isyarat sampul surat ini untuk mengenal pasti frekuensi kerosakan galas.
Penapis laluan jalur adalah penting untuk mengalih keluar isyarat bertenaga tinggi, frekuensi rendah (seperti ketidakseimbangan) yang sebaliknya akan membanjiri isyarat kecacatan galas tenaga rendah.
d) Penapisan Diagnostik
Penganalisis juga boleh menggunakan penapis digital pada data selepas ia dikumpulkan untuk membantu diagnosis. Contohnya, mereka mungkin menggunakan penapis laluan jalur untuk mengasingkan getaran di sekeliling frekuensi jaringan gear tertentu untuk melihat dengan lebih jelas jalur sisi.