Coherentie begrijpen

1. Definitie: Wat is coherentie?

Samenhang (ook wel de Coherentiefunctie genoemd) is een signaalverwerkingshulpmiddel dat wordt gebruikt in trillingsanalyse Om de kwaliteit en validiteit van een meting te bepalen. Het is een waarde tussen 0 en 1 die aangeeft hoeveel van het uitgangssignaal bij een bepaalde frequentie direct wordt veroorzaakt door het ingangssignaal.

• Een samenhang van 1.0 bij een specifieke frequentie betekent dat er een perfect lineair verband is tussen de twee signalen. 100% van de uitgang bij die frequentie wordt veroorzaakt door de ingang.
• Een samenhang van 0.5 Betekent dat slechts 50% van de energie van het uitgangssignaal bij die frequentie lineair gerelateerd is aan het ingangssignaal. De overige 50% wordt veroorzaakt door andere factoren zoals ruis, niet-lineariteit of andere niet-gemeten ingangssignalen.
• Een samenhang van 0.0 betekent dat er geen enkel lineair verband bestaat tussen de twee signalen op die frequentie.

Coherentie wordt berekend met behulp van cross-power spectrale dichtheid en vereist een multikanaalsanalysator die twee signalen tegelijkertijd kan meten.

2. Primaire toepassingen van coherentie

Coherentie wordt voornamelijk op twee belangrijke gebieden gebruikt:

a) Valideren Frequentieresponsfunctie (FRF) Metingen

Dit is de meest voorkomende en cruciale toepassing van coherentie. Bij het uitvoeren van een impacttest (of bumptest) om een FRF te meten, is de coherentiegrafiek essentieel voor het beoordelen van de kwaliteit van de data.

• Goede meting: Voor een geldige FRF moet de coherentie zeer dicht bij 1,0 liggen bij de frequenties die overeenkomen met de resonantiepieken. Een hoge coherentie (bijv. > 0,95) geeft de analist het vertrouwen dat de gemeten respons inderdaad werd veroorzaakt door de hamerslag en niet door achtergrondtrillingen of meetruis.
• Slechte meting: Als de coherentie significant afneemt bij een resonantiepiek, wijst dit op een slechte meting. Dit kan te wijten zijn aan een slechte hamerslag, een omgeving met veel ruis of een niet-lineaire structurele respons. De analist dient de gegevens van die impact te verwerpen en het opnieuw te proberen. De coherentie zal van nature laag zijn bij antiresonanties (de "dalen" in de FRF), wat normaal is.

b) Bronidentificatie

Coherentie kan worden gebruikt om te bepalen of de trillingen van de ene machine de trillingen van een andere veroorzaken. Stel, u hebt een pomp en een motor op een gedeelde basis en u vermoedt dat de motor de pomp laat trillen:

• Procedure: Plaats één versnellingsmeter op de motor (de ingang) en een tweede accelerometer op de pomp (de uitgang). Meet beide signalen gelijktijdig en bereken de coherentie.
• Interpretatie: Als de coherentie bij de motor hoog is loopsnelheidDit levert sterk bewijs dat de trillingen via hun gedeelde structuur van de motor naar de pomp worden overgebracht. Als de coherentie laag is, worden de trillingen van de pomp waarschijnlijk veroorzaakt door eigen problemen (bijv. onbalans van de pomp, cavitatie) en niet door de motor.

3. Factoren die de coherentie verminderen

Er zijn verschillende factoren die ervoor kunnen zorgen dat de coherentiewaarde kleiner is dan 1,0:

• Meetruis: Verontreiniging van het ingangs- of uitgangssignaal door vreemde ruis.
• Niet-lineaire systemen: Coherentie meet alleen de *lineaire* relatie. Als het systeem niet-lineair is (bijvoorbeeld door losheid, scheuren of interacties tussen vloeistof en structuur), zal de coherentie laag zijn, zelfs als er een causaal verband is.
• Tijdvertragingen: Een aanzienlijke vertraging tussen de ingangs- en uitgangssignalen kan de coherentie verminderen.
• Andere niet-gemeten inputs: Als de uitvoer afkomstig is van meer dan één bron en u slechts één daarvan als invoer meet, zal de coherentie laag zijn.

Samenvattend is de coherentiefunctie een belangrijk hulpmiddel voor kwaliteitscontrole bij geavanceerde trillingsmetingen. Het biedt vertrouwen in de geldigheid van FRF-gegevens en helpt bij het identificeren van trillingsoverdrachtspaden.

← Terug naar hoofdindex