Hva er dynamisk område? Måleområdekapasitet • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer Hva er dynamisk område? Måleområdekapasitet • Bærbar balanserer, vibrasjonsanalysator "Balanset" for dynamisk balansering av knusere, vifter, mulchere, skruer på skurtreskere, aksler, sentrifuger, turbiner og mange andre rotorer

Hva er dynamisk område? Målespennkapasitet

Publisert av admin på

Forstå dynamisk rekkevidde

Definisjon: Hva er dynamisk område?

Dynamisk område er forholdet mellom de største og minste signalene som et målesystem kan håndtere nøyaktig, vanligvis uttrykt i desibel (dB). For vibrasjon I målesystemer definerer det dynamiske området spennet fra støygulvet (minimum detekterbart signal) til metningspunktet (maksimalt signal før klipping eller forvrengning). Et bredt dynamisk område muliggjør måling av både svært små vibrasjoner (tidlige lagerfeil) og svært store vibrasjoner (alvorlig ubalanse) med samme instrumentoppsett.

Dynamisk område er kritisk fordi vibrasjoner i virkelige maskiner inneholder komponenter som spenner over brede amplitudeområder – fra mikro-g-lagerdefektpåvirkninger til multi-g-ubalansekrefter. Tilstrekkelig dynamisk område sikrer at all diagnostisk informasjon fanges opp uten å forsvinne i støy eller mette målesystemet.

Matematisk uttrykk

Formel

  • Dynamisk område (dB) = 20 × log₁₀ (Maksimalt signal / Minimumssignal)
  • Eksempel: Maks 10 V, Min 1 mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
  • Desibelskala håndterer store forholdstall kompakt

Lineært forhold

  • Dynamisk område kan også uttrykkes som et enkelt forholdstall
  • 80 dB = 10 000:1-forhold
  • 100 dB = 100 000:1-forhold
  • 120 dB = 1 000 000:1-forhold

Komponenter som påvirker dynamisk rekkevidde

Øvre grense: Metning

  • Sensormetning: Maksimal vibrasjon før sensorutgangen klemmer
  • A/D-omformermetning: Maksimal spenning før digitaliseringsklemmer (±5V, ±10V typisk)
  • Forsterkermetning: Signalbehandlingstrinn kan klippes
  • Effekt: Signalet topper seg, bølgeformen er forvrengt, spekteret viser falske harmoniske

Nedre grense: Støygulv

  • Sensorstøy: Iboende elektrisk støy i sensorelektronikk
  • Kabelstøy: Elektrisk interferens i kabler
  • Instrumentstøy: Elektronisk støy i analysatoren
  • Kvantiseringsstøy: Fra A/D-omformeroppløsning
  • Effekt: Signaler under støygulvet kan ikke skilles fra støy

Typiske dynamiske områder

Sensorer

  • IEPE-akselerometre: 80–100 dB typisk
  • Lademodus-akselerometre: 100–120 dB
  • Hastighetstransdusere: 60–80 dB
  • Nærhetsprober: 60–80 dB

Analysatorer og datainnsamling

  • 16-bit A/D: ~96 dB teoretisk, 80–90 dB praktisk
  • 24-bit A/D: ~144 dB teoretisk, 110–120 dB praktisk
  • Moderne analysatorer: 90–110 dB typisk systemdynamikkområde

Viktighet i vibrasjonsanalyse

Samtidige små og store signaler

  • Spekteret kan ha store 1×-topp (ubalanse) og små peilefeiltopper
  • Forholdet kan være 1000:1 eller mer (60 dB)
  • Tilstrekkelig dynamisk område sikrer både synlige
  • Utilstrekkelig rekkevidde: små topper går tapt i støy eller store topper mettes

Konvoluttanalyse

  • Krever å detektere lavenergi-lagerpåvirkninger i nærvær av høyenergiske lavfrekvente vibrasjoner
  • Bredt dynamisk område er kritisk for tidlig deteksjon av lagerfeil
  • Båndpassfiltrering hjelper, men dynamisk område er fortsatt viktig

Spektrumanalyse

  • Ønsker å se både dominante topper og små diagnostiske topper
  • Logaritmisk amplitudeskala hjelper med å visualisere et bredt spekter
  • Dynamisk område bestemmer spennvidden som er synlig i spekteret

Optimalisering av dynamisk område

Forsterkningsinnstillinger

  • Juster inngangsforsterkningen for å bruke hele A/D-området
  • For lav forsterkning: dårlig oppløsning (støygrense)
  • For høy forsterkning: klipping (metningsgrense)
  • Optimal: signaltopper ved 70–80% ved full skala

Sensorvalg

  • Velge følsomhet samsvarende forventet vibrasjon
  • Høy følsomhet for lav vibrasjon
  • Lav følsomhet for høy vibrasjon
  • Kompromisser hvis vibrasjonsområdet er veldig bredt

Filtrering

  • Høypassfilter fjerner dominerende lavfrekvenskomponent
  • Tillater bruk av høyere forsterkning på gjenværende signal
  • Øker effektivt dynamisk område for høyfrekvent analyse
  • Strategi brukt i konvoluttanalyse

Praktiske problemer

Metning (klipping)

  • Symptom: Bølgeform flatt toppet, falske harmoniske i spekteret
  • Forårsake: Signalet overskrider systemets rekkevidde
  • Løsning: Reduser forsterkningen, bruk en sensor med lavere følsomhet, filtrer store komponenter
  • Forebygging: Sjekk for klippeindikatorer på instrumentet

Støybegrensning

  • Symptom: Kan ikke oppdage små vibrasjonsendringer, støyende spektrum
  • Forårsake: Signalet er for nært støynivået
  • Løsning: Øk forsterkningen, bruk en sensor med høyere følsomhet, bedre kabel/jording

Visning og skalering

Lineær skala

  • Begrenset effektivt visningsområde (~40–50 dB)
  • Små topper er usynlige hvis store topper er til stede
  • Bra for situasjoner med begrenset dynamisk område

Logaritmisk skala (dB)

  • Kan vise fullt dynamisk område på ett enkelt plott
  • Både små og store topper synlige
  • Standard for analyse som krever bredt dynamisk område
  • Viktig for detaljert diagnostikk

Dynamisk område er en grunnleggende spesifikasjon som definerer målesystemers evne til å håndtere signaler som spenner over brede amplitudeområder. Å forstå dynamisk område, optimalisere det gjennom riktige forsterkningsinnstillinger og sensorvalg, og erkjenne dets begrensninger, gjør det mulig å fange all diagnostisk informasjon – fra subtile tidlige feilsignaturer til dominerende mekanisk vibrasjon – i omfattende og pålitelige vibrasjonsmålinger.

← Tilbake til hovedindeksen

Kategorier:
WhatsApp