Forståelse av koherens

1. Definisjon: Hva er koherens?

Sammenheng (også kalt koherensfunksjonen) er et signalbehandlingsverktøy som brukes i vibrasjonsanalyse for å bestemme kvaliteten og gyldigheten til en måling. Det er en verdi mellom 0 og 1 som angir hvor mye av utgangssignalet ved en gitt frekvens som er direkte forårsaket av inngangssignalet.

• En sammenheng av 1.0 Ved en spesifikk frekvens betyr det at det er et perfekt lineært forhold mellom de to signalene. 100% av utgangen ved den frekvensen er forårsaket av inngangen.
• En sammenheng av 0.5 betyr at bare 50% av utgangssignalets energi ved den frekvensen er lineært relatert til inngangssignalet. Den andre 50% skyldes andre faktorer som støy, ikke-lineariteter eller andre umålte innganger.
• En sammenheng av 0.0 betyr at det ikke er noen lineær sammenheng i det hele tatt mellom de to signalene ved den frekvensen.

Koherens beregnes ved hjelp av spektraltetthet over flere effektgrader og krever en flerkanalsanalysator som kan måle to signaler samtidig.

2. Primære bruksområder for koherens

Koherens brukes primært på to hovedområder:

a) Validering Frekvensresponsfunksjon (FRF) Målinger

Dette er den vanligste og mest kritiske bruken av koherens. Når man utfører en støttest (eller bumptest) for å måle en FRF, er koherensplottet viktig for å bedømme datakvaliteten.

• God måling: For en gyldig FRF bør koherensen være svært nær 1,0 ved frekvensene som korresponderer med resonantoppene. Hvis koherensen er høy (f.eks. >0,95), gir det analytikeren tillit til at den målte responsen faktisk ble forårsaket av hammerstøtet og ikke av bakgrunnsvibrasjon eller målestøy.
• Dårlig måling: Hvis koherensen faller betydelig ved en resonant topp, indikerer det en dårlig måling. Dette kan skyldes et dårlig hammerslag, et støyende miljø eller en ikke-lineær strukturell respons. Analytikeren bør forkaste dataene fra den støtet og prøve på nytt. Koherensen vil naturlig nok være lav ved antiresonanser («dalene» i FRF), noe som er normalt.

b) Kildeidentifikasjon

Koherens kan brukes til å avgjøre om vibrasjonen fra én maskin forårsaker vibrasjonen i en annen. Hvis du for eksempel har en pumpe og en motor på en delt base, og du mistenker at motoren forårsaker at pumpen vibrerer:

• Fremgangsmåte: Plasser én akselerometer på motoren (inngangen) og et andre akselerometer på pumpen (utgangen). Mål begge signalene samtidig og beregn koherensen.
• Tolkning: Hvis koherensen er høy ved motorens løpehastighet, gir det sterke bevis på at vibrasjonen overføres fra motoren til pumpen gjennom deres felles struktur. Hvis koherensen er lav, er pumpens vibrasjon sannsynligvis forårsaket av dens egne problemer (f.eks. ubalanse i pumpen, kavitasjon) og ikke av motoren.

3. Faktorer som reduserer koherens

Flere faktorer kan føre til at koherensverdien blir mindre enn 1,0:

• Målingsstøy: Forurensning av enten inngangs- eller utgangssignalet med uvedkommende støy.
• Ikke-lineære systemer: Koherens måler bare det *lineære* forholdet. Hvis systemet er ikke-lineært (f.eks. på grunn av løshet, sprekker eller væske-struktur-interaksjoner), vil koherensen være lav selv om det er en årsakssammenheng.
• Tidsforsinkelser: En betydelig tidsforsinkelse mellom inngangs- og utgangssignalene kan redusere koherensen.
• Andre umålte innganger: Hvis utgangen er forårsaket av mer enn én kilde, og du bare måler én av dem som input, vil koherensen være lav.

Oppsummert er koherensfunksjonen et viktig kvalitetskontrollverktøy for avanserte vibrasjonsmålinger, som gir tillit til gyldigheten av FRF-data og bidrar til å identifisere vibrasjonsoverføringsveier.

← Tilbake til hovedindeksen