Tidsbølgeformen: Grunnlaget for vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er en tidsbølgeform?

Den tidsbølgeform (også kjent som tidsdomenesignalet) er det rå, ubehandlede signalet fra en vibrasjonstransduser, for eksempel et akselerometer eller en nærhetssonde. Det er en graf som plotter den øyeblikkelige amplituden til vibrasjonen på den vertikale (Y) aksen mot tiden på den horisontale (X) aksen. Det er en direkte representasjon av maskinens fysiske frem-og-tilbake-bevegelse på sensorens plassering over en kort periode.

Tidsbølgeformens rolle i diagnostikk

Mens frekvensspektrum (FFT) er det primære verktøyet for å diagnostisere de fleste maskinfeil i stasjonær tilstand, og tidskurven er et uunnværlig og komplementært verktøy. FFT beregner frekvensinnholdet *gjennomsnittlig* over prøvetiden. Dermed kan den noen ganger skjule kortvarige, forbigående eller ikke-periodiske hendelser. Tidskurven viser imidlertid nøyaktig hva som skjedde fra øyeblikk til øyeblikk, noe som gjør den overlegen for analyse av:

• Impulsive hendelser: Den viser tydelig skarpe støt, som ofte er det første tegnet på lager- eller girfeil.
• Modulasjon og taktslag: Det klassiske opp-og-fall-mønsteret juling sees tydeligst i tidsbølgeformen.
• Forbigående hendelser: Den kan fange opp tilfeldige engangshendelser som ville blitt gjennomsnittet ut i en FFT.
• Signalklipping: Den viser umiddelbart om sensorsignalet har overskredet analysatorens inngangsområde, noe som ville ugyldiggjøre FFT-en.
• Gnier: De skarpe, forvrengte signalene fra en rotorgnidning er ofte mest tydelige i bølgeformen.

En dyktig analytiker gjennomgår alltid både spekteret og tidsbølgeformen for å få et fullstendig bilde av maskinens tilstand.

Slik analyserer du en tidsbølgeform

Å analysere en tidsbølgeform innebærer å undersøke dens form og viktigste egenskaper.

1. Toppamplitude

Den maksimale amplituden (toppen) i bølgeformen er et direkte mål på den maksimale kraften eller belastningen til en hendelse. En høy toppamplitude i et ellers lavenergisignal er en sterk indikator på støt.

2. Generell form

En sunn og velbalansert maskin vil ofte ha en ren, sinusformet bølgeform ved driftshastighetsfrekvensen. Forvrengninger i denne formen indikerer tilstedeværelsen av andre frekvenser eller krefter. Et "flatet" eller "avklippet" utseende er for eksempel et klassisk tegn på mekanisk løshet der komponentens bevegelse begrenses.

3. Repeterende mønstre og periodisitet

Ved å plassere markører på plottet kan en analytiker måle tiden mellom gjentakende hendelser.

• Å måle tiden mellom store topper gir periode av den grunnleggende vibrasjonen, som kan inverteres for å finne dens frekvens (Frekvens = 1 / Periode).
• Å se etter mindre, repeterende påvirkninger som «rir» på hovedbølgeformen kan bidra til å identifisere den nøyaktige hyppigheten av lager- eller girfeil.

4. Statistiske parametere

Statistiske verdier beregnet fra tidskurven er kraftige diagnostiske indikatorer:

• RMS (rotmiddelkvadrat): Måler signalets totale energiinnhold.
• Toppfaktor: Forholdet mellom toppamplituden og RMS-verdien. En høy toppfaktor (>>3) indikerer tilstedeværelsen av sterk påvirkning.
• Kurtose: Et mål på signalets «topphet». En høy kurtoseverdi er svært følsom for lagerfeil i tidlig stadium.

Bølgeform vs. spektrum: Et partnerskap

Tidsbølgeformen og frekvensspekteret er to forskjellige visninger av de samme dataene, og de fungerer best sammen:

• Den spektrum utmerker seg ved å separere flere, tett plasserte, steady-state frekvenser.
• Den bølgeform utmerker seg ved å vise den sanne amplituden av støt og naturen til ikke-steady-state hendelser.

For eksempel kan spekteret vise et hevet støynivå, men bølgeformen vil avsløre at årsaken er en serie med lavamplitude, repeterende påvirkninger fra en utviklende lagerfeil.

← Tilbake til hovedindeksen