Forstå sporingsfiltre
Definisjon: Hva er et sporingsfilter?
Sporingsfilter (også kalt ordresporingsfilter eller synkront filter) er et smalt båndpassfilter i vibrasjonsanalyse instrumenter som automatisk justerer senterfrekvensen for å følge et multiplum (orden) av maskinens rotasjonshastighet. For eksempel sporer et “1× sporingsfilter” kontinuerlig driftshastighetsfrekvensen, filtrerer ut alle andre frekvenser og slipper bare den grunnleggende 1×-komponenten. På samme måte følger 2×- og 3× sporingsfiltre to og tre ganger driftshastigheten.
Sporingsfiltre er viktige verktøy for å analysere utstyr med variabel hastighet, oppstarts-/friløpstransienter og for å isolere spesifikke ordrekomponenter i ordreanalyse. De muliggjør måling av amplitude og fase av synkrone komponenter selv om maskinhastigheten endres.
Hvordan sporingsfiltre fungerer
Grunnprinsipp
- Hastighetsreferanse: Turteller eller nøkkelfase gir en puls per omdreining
- Frekvensberegning: Instrumentet beregner øyeblikkelig rotasjonsfrekvens fra turteller
- Ordenmultiplikasjon: Multipliserer rotasjonsfrekvensen med ordensnummeret (1, 2, 3 osv.)
- Filtersentrering: Smalt båndpassfilter sentrert ved beregnet frekvens
- Kontinuerlig justering: Etter hvert som hastigheten endres, spores filterfrekvensen kontinuerlig
- Produksjon: Filtrert signal som kun inneholder den valgte ordrekomponenten
Filteregenskaper
- Båndbredde: Typisk ±2–10% av senterfrekvensen
- Tranghet: Avviser effektivt nærliggende frekvenser
- Sporingsfrekvens: Kan følge raskt skiftende hastigheter
- Flere filtre: Moderne instrumenter gir samtidig sporing av flere ordrer
Bruksområder
1. Analyse av oppstart og kystlinje
Primærapplikasjon for sporingsfiltre:
- Spor 1× amplitude og fase vs. hastighet under transienter
- Generere Bode-plott (amplitude og fase vs. hastighet)
- Identifisere kritiske hastigheter fra amplitudetopper
- Måle demping fra resonanstoppbredden
- Spor 2×, 3× samtidig for å identifisere flere moduser
2. Analyse av utstyr med variabel hastighet
- Oppretthold rekkefølgebaserte målinger til tross for hastighetsvariasjoner
- VFD-drevne motorer med kontinuerlig varierende hastighet
- Vindturbiner med varierende vindhastigheter
- Prosessutstyr med lastavhengige hastighetsendringer
- Muliggjør jevn trendmåling uavhengig av hastighetsvariasjoner
3. Balansering
- Spor 1×-komponent under balansering prosedyre
- Filtrer ut ikke-1×-komponenter for renere måling
- Fasemåling kun ved 1× frekvens
- Forbedrer nøyaktigheten ved å avvise andre vibrasjonskilder
4. Ordrespesifikk analyse
- Isoler spesifikke ordrer for detaljert studie
- Eksempel: Spor 2× for å overvåke progresjonen av feiljustering
- Rekkefølge for passering av sporblad i vifter/pumper
- Separate overlappende frekvenskomponenter
Fordeler med sporingsfiltre
Hastighetsuavhengighet
- Målinger som er meningsfulle uavhengig av hastighetsvariasjoner
- Sammenlign data fra forskjellige hastigheter på samme grunnlag (ordrer)
- Viktig for utstyr uten konstant hastighet
Komponentisolering
- Skiller spesifikk rekkefølge fra alle andre frekvenser
- Renere signaler enn fullspektret FFT
- Bedre signal-til-støy-forhold for ordrekomponenter
- Muliggjør presis amplitude- og fasemåling
Transient analyse
- Spor komponenter gjennom hastighetsendringer
- Kontinuerlig måling under akselerasjon/retardasjon
- Ikke behov for stabile forhold
- Avslører hastighetsavhengig atferd
Begrensninger og hensyn
Krever turteller
- Nøyaktig hastighetsreferanse er viktig
- Turtellersignalkvaliteten påvirker filterets ytelse
- Kan ikke brukes på utstyr uten hastighetsreferanse
- Puls én gang per omdreining må være pålitelig
Sporer bare synkrone komponenter
- Ikke-synkrone feil ikke fanget opp (de fleste lagerfeil)
- Elektriske frekvenser spores ikke
- Tilfeldig vibrasjon filtrert ut
- Må bruke komplementær analyse for fullstendig diagnose
Avveininger for filterbåndbredde
- Begrens filter: Bedre avvisning av tilstøtende frekvenser, men tregere respons på hastighetsendringer
- Bredt filter: Raskere sporing, men kan inkludere komponenter i nærheten
- Optimal: Vanligvis 5–10% båndbredde for de fleste applikasjoner
Sporingsfilter kontra FFT
| Trekk | FFT-analyse | Sporingsfilter |
|---|---|---|
| Hastighetskrav | Fungerer med alle hastigheter | Krever turteller |
| Hastighetsvariasjon | Krever jevn hastighet | Håndterer varierende hastighet |
| Informasjon | Fullt spektrum, alle frekvenser | Kun enkeltbestilling |
| Ikke-synkrone feil | Oppdager alle feil | Bommer på ikke-synkrone |
| Transient analyse | Vanskelig | Glimrende |
| Best for | Generell diagnostikk, steady-state | Kritisk hastighetsanalyse, variabel hastighet |
Moderne implementeringer
Digitale sporingsfiltre
- Programvarebaserte filtre i moderne analysatorer
- Flere samtidige bestillinger (1×, 2×, 3× samtidig)
- Justerbar båndbredde
- Visning i sanntid under transienter
Integrering av ordreanalyse
- Sporingsfiltre som grunnlag for omfattende ordreanalyse
- Hele ordrespekteret ekstrahert (alle ordrer samtidig)
- Fargekart som viser rekkefølge kontra hastighet
- Automatisert kritisk hastighetsdeteksjon fra ordresporingsdata
Sporingsfiltre er spesialiserte, men kraftige verktøy innen vibrasjonsanalyse, spesielt for rotordynamikk og utstyr med variabel hastighet. Ved å opprettholde fokus på spesifikke ordrer til tross for hastighetsendringer, muliggjør sporingsfiltre transientanalyse og hastighetsuavhengig komponentovervåking som ville være umulig med standard FFT-teknikker, noe som gjør dem essensielle for identifisering av kritisk hastighet og avansert maskindiagnostikk.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 