Hva er Auto-Spectrum? Enkanals frekvensanalyse • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er Auto-Spectrum? Enkanals frekvensanalyse • Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er autospektrum? Enkanalsfrekvensanalyse

Publisert av admin på

Forståelse av autospektrum

Definisjon: Hva er Auto-Spectrum?

Autospektrum (også kalt autospektrum, effektspektrum eller bare spektrum) er frekvensdomenerepresentasjonen til en enkelt vibrasjon signal, som viser fordelingen av vibrasjonsenergi eller amplitude som en funksjon av frekvens. Den beregnes ved å ta Rask Fourier-transformasjon (FFT) av signalet og viser størrelsen på hver frekvenskomponent. Begrepet “autospektrum” skiller det fra kryssspektrum (som relaterer to forskjellige signaler), og understreker at det er spekteret til et signal med seg selv.

I praksis er autospektrum det folk flest bare kaller “spekteret” eller “FFT-spekteret” – det er standardfrekvensanalysevisningen i vibrasjonsanalysatorer som viser topper ved ubalanse, frekvenser av lagerfeil, girnett og andre diagnostiske komponenter. Det blir viktig å forstå at dette teknisk sett er et autospektrum når man jobber med flerkanalsanalyse der kryssspektre og andre korrelasjonsfunksjoner kommer inn i bildet.

Matematisk grunnlag

Beregningsmetoder

Direkte FFT

  • Beregn FFT av tidssignal
  • Beregn størrelsen på hver kompleks FFT-komponent
  • Vis størrelsesorden kontra frekvens
  • Vanligst og greiest

Via autokorrelasjon

  • Beregn autokorrelasjonsfunksjonen til signalet
  • Ta FFT av autokorrelasjon
  • Resultatet er autospektrum (Wiener-Khinchin teorem)
  • Matematisk ekvivalent, men beregningsmessig forskjellig rute

Gjennomsnittsberegning

  • Flere autospektre beregnet fra sekvensielle tidsregistreringer
  • Gjennomsnittsberegnes sammen for å redusere støy og forbedre statistisk pålitelighet
  • Typisk: 4–16 gjennomsnitt for maskindiagnostikk
  • Flere gjennomsnitt for tilfeldig vibrasjon (50–100+)

Egenskaper og kjennetegn

Virkelig verdsatt

  • Autospekteret er alltid reelt (ingen imaginær del)
  • Representerer kun størrelsesorden, nei fase informasjon
  • Fase tapt i størrelsesberegning
  • Tilstrekkelig for de fleste enkeltpunktsdiagnostikker

Alltid positiv

  • Verdier alltid ≥ 0 (størrelsesorden i annen eller størrelsesorden)
  • Kan ikke ha negative spektralverdier
  • Representerer energi eller kraft (iboende positiv)

Symmetrisk (for reelle signaler)

  • Autospektrum av reelt signal symmetrisk rundt Nyquist-frekvensen
  • Negative frekvenser speiler positive frekvenser
  • Kun positive frekvenser vises (inneholder all informasjon)

Autospektrum i maskindiagnostikk

Standard diagnostisk skjerm

  • Det teknikere kaller “spekteret” eller “FFT”
  • Viser alle vibrasjonsfrekvenskomponenter
  • Topper identifisert og matchet med forkastningstyper
  • Primært verktøy for feildiagnose

Typiske funksjoner

  • 1× Topp: Ubalanse eller andre 1×-kilder
  • 2× Topp: Feiljustering eller løshet
  • Peilingsfrekvenser: BPFO, BPFI, BSF, FTF
  • Girnett: Tanninngrepsfrekvens
  • Elektrisk: 2× linjefrekvens (120/100 Hz)
  • Støynivå: Bakgrunnsnivå fra tilfeldig vibrasjon og støy

Autospektrum vs. kryssspektrum

Autospektrum (enkeltkanal)

  • Spekteret til ett signal
  • Viser frekvensinnhold
  • Ingen faseinformasjon
  • Tilstrekkelig for de fleste diagnostikkmetoder
  • Standard enkeltkanals FFT

Kryssspektrum (to kanaler)

  • Forholdet mellom to signaler
  • Viser innhold fra vanlige frekvenser
  • Inkluderer faseforhold
  • Brukes i overføringsfunksjonsanalyse, koherens
  • Krever to synkroniserte kanaler

Gjennomsnittsberegning av autospektre

Lineær gjennomsnittsberegning

  • Aritmetisk gjennomsnitt av flere autospektre
  • Reduserer tilfeldig støyvariasjon
  • Forbedrer estimatet av det sanne spekteret
  • Standard for maskinanalyse

Eksponentiell gjennomsnittsberegning

  • Vektet gjennomsnitt som gir mer vekt til nyere spektre
  • Nyttig for å spore endrede forhold
  • Applikasjoner for sanntidsovervåking

Peak Hold (maks. spektrum)

  • Hver frekvensbinge har maksimal verdi
  • Fanger opp forbigående komponenter
  • Nyttig for oppstarts-/avstengningsanalyse

Visningsformater

Lineær skala

  • Y-akse lineær (mm/s, m/s², osv.)
  • Lett å lese absolutte verdier
  • Små topper kan være usynlige hvis store topper er til stede
  • Vanlig for rutineanalyse

Logaritmisk skala (dB)

  • Y-aksen i desibel (20 log (amplitude/referanse))
  • Bredt dynamisk område synlig
  • Både små og store topper er synlige
  • Felles for forskning og detaljert analyse

Frekvensakse

  • Lineær: Lik Hz-avstand, standard for maskiner
  • Logaritmisk: Lik oktavavstand, nyttig for brede frekvensområder

Kvalitetsindikatorer

Spektral kvalitet

  • Rent spektrum: Klare topper, lavt støynivå
  • Støyende spektrum: Høy bakgrunn, uklare topper
  • Gjennomsnitt: Forbedrer kvaliteten ved å redusere støy
  • Oppløsning: Tilstrekkelig til å separere nære topper

Overbelastningsindikatorer

  • Sjekk for signaloverbelastning under innsamling
  • Overbelastning skaper falske spektrale komponenter
  • Juster inngangsforsterkningen hvis overbelastning oppstår

Autospektrum er det grunnleggende frekvensanalyseverktøyet innen vibrasjonsdiagnostikk, og representerer den enkanals FFT-en som teknikere bruker daglig for feilidentifisering og tilstandsvurdering. Å forstå at “spekteret” teknisk sett er et autospektrum, og hvordan det forholder seg til kryssspektre og andre spektralanalyseteknikker, gir grunnlaget for avansert flerkanalsanalyse og omfattende maskindiagnostikk.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp