Inzicht in synchrone middeling

Apparaten

Draagbare balancer & Trillingsanalyzer Balanset-1A

Onderdelen

Optische sensor (Lasertachometer)

Complete vibratiediagnose- en balanceerset van Vibromera, inclusief vier vibratiesensoren met kabels, een signaalinterfacemodule, lasertachometer met magneetstatief, digitale weegschaal, USB-kabel en een draagtas. Het systeem is ontworpen voor het balanceren van rotoren in het veld en voor conditiebewaking van industriële apparatuur.

Apparaten

Magnetische standaard afmeting-60-kgf

Onderdelen

Dynamische balancer "Balanset-1A" OEM

Definitie: Wat is synchroon middelen?

Synchroon middelen (ook wel tijdsdomein-gemiddelde of signaalgemiddelde genoemd) is een signaalverwerkingstechniek in trillingsanalyse die periodieke, snelheidssynchrone trillingen componenten, terwijl willekeurige ruis en asynchrone trillingen worden onderdrukt. De methode werkt door herhaaldelijk trillingen te bemonsteren over vele asomwentelingen (geactiveerd door een toerentellersignaal dat één keer per omwenteling wordt weergegeven) en vervolgens de corresponderende punten in elke omwenteling te middelen. Periodieke componenten die elke omwenteling identiek herhalen, versterken elkaar door middel van middeling, terwijl willekeurige ruis en niet-synchrone componenten elkaar opheffen, waardoor de signaal-ruisverhouding aanzienlijk verbetert.

Synchrone middeling is bijzonder krachtig voor het diagnosticeren van problemen met de versnelling (het isoleren van individuele kenmerken van de versnellingskoppeling) en kan subtiele periodieke patronen onthullen die verborgen zitten in ruis en die onzichtbaar zouden zijn in standaard tijdgolfvormen of FFT-spectra.

Hoe synchroon middelen werkt

Het proces

Triggersignaal: Eén keer per omwenteling puls van toerenteller of sleutelfase definieert het begin van elke revolutie
Gegevenssegmentatie: Trillingssignaal verdeeld in segmenten van gelijke lengte, één per omwenteling
Uitlijning: Alle segmenten zijn uitgelijnd om de puls te activeren (zelfde startpunt)
Punt-voor-punt gemiddelden: Overeenkomstige punten in elk segment bij elkaar opgeteld
Resultaat: Enkele gemiddelde golfvorm die één omwenteling vertegenwoordigt
Ruisonderdrukking: Willekeurige componenten heffen elkaar op; periodieke componenten versterken elkaar

Wiskundige basis

Periodieke signalen worden coherent opgeteld (in fase opgeteld)
Willekeurige ruis wordt incoherent opgeteld (statistisch geannuleerd)
Verbetering van de signaal-ruisverhouding ∝ √N, waarbij N = aantal gemiddelden
Voorbeeld: 100 gemiddelden verbeteren de signaal-ruisverhouding met 10× (20 dB)

Toepassingen

1. Versnellingsbakdiagnose

Meest voorkomende en krachtige toepassing:

Tandwielnetisolatie

Gemiddeld synchroon met de versnelling van interesse
Verbetert het gaaspatroon van die versnelling
Onderdrukt andere tandwielen en lagers
Onthult individuele tanddefecten

Tand-voor-tand analyse

De gemiddelde golfvorm laat duidelijk zien dat elke tand ingrijpt
Beschadigde tand verschijnt als een afwijking in het patroon
Kan identificeren welke specifieke tand beschadigd is
Beoordeling van de ernst op basis van de omvang van de afwijking

2. Verbetering van de lageranalyse

Gemiddelde over de periode van het buitenste ras voor isolatie van defecten in het buitenste ras
Verbetert periodieke impacten van lagerdefecten
Vermindert maskering door andere trillingsbronnen
Bijzonder nuttig in omgevingen met veel lawaai

3. Torsievibratie

Verbeter torsiecomponenten synchroon met rotatie
Onderdruk laterale trillingen en geluid
Ontdek torsieresonanties en excitatie

4. Balanceren

Verbeteren amplitude en fase meetnauwkeurigheid
Vooral in lawaaierige omgevingen
Betrouwbaarder invloedscoëfficiënt bepaling

Voordelen

Ruisonderdrukking

Dramatische verbetering van de signaal-ruisverhouding
Kan signalen extraheren die 20-30 dB onder ruis liggen
Maakt metingen mogelijk in zware omstandigheden

Foutisolatie

Scheidt de handtekening van één component van de andere
Voorbeeld: isoleer de ingrijping van het rondsel van de tandwielen in de versnellingsbak
Identificeert welk onderdeel defect is

Verbeterde resolutie

Onthult subtiele patronen en defecten
Toont details die gemaskeerd zijn in het ruwe signaal
Maakt vroege foutdetectie mogelijk

Vereisten en beperkingen

Vereisten

Toerenteller: Betrouwbare trigger die één keer per omwenteling werkt is essentieel
Constante snelheid: De snelheid moet relatief constant zijn (±1-2%)
Voldoende gemiddelden: Meestal 50-200 omwentelingen voor goede resultaten
Periodiek signaal: Verbetert alleen echt periodieke componenten

Beperkingen

Onderdrukt niet-synchrone fouten: Willekeurige defecten, de meeste lagerfouten verminderd
Snelheidsvariaties: Snelheidsveranderingen tijdens het middelen van onscherpe resultaten
Benodigde tijd: Moet gegevens verzamelen over vele revoluties
Niet realtime: Nabewerking vereist

Vergelijking met andere technieken

Synchroon middelen versus lineair middelen

Synchroon: Gemiddelden in het tijdsdomein, synchroon met rotatie, verbeteren periodieke
Lineair: Gemiddelde FFT-spectra, vermindert willekeurige variatie in alle frequenties
Gebruiksscenario's: Synchroon voor tandwielen; lineair voor algemene spectrumafvlakking

Synchrone middeling versus envelopanalyse

Synchroon middelen: Tijdsdomein, verbetert periodieke patronen
Envelopanalyse: Frequentiedomein, detecteert herhaaldelijke impacten
Aanvullend: Kan beide combineren voor een uitgebreide analyse

Praktische implementatie

Instellen

Installeer een toerenteller met een duidelijke puls per omwenteling
Stel een aantal gemiddelden in (typisch 50-200)
Signaallengte definiëren (1 omwenteling, 10 omwentelingen, enz.)
Controleer de snelheidsstabiliteit

Gegevensverzameling

Trillingsgegevens over een gemiddelde periode verzamelen
Instrument segmenteert en middelt automatisch
Weergave gemiddelde golfvorm
Vaak FFT van gemiddeld signaal berekenen (verbeterd spectrum)

Interpretatie

Onderzoek gemiddelde golfvorm voor periodieke patronen
Zoek naar afwijkingen die op defecten duiden
Vergelijk met bekende goede handtekeningen
Kwantificeer de ernst van het defect op basis van de amplitude van de afwijking

Geavanceerde variaties

Tandwiel-synchrone middeling

Trekker van het gewenste tandwiel (niet de schacht)
Toont het mesh-patroon voor die specifieke versnelling
Vereist encoder of multi-puls-tachometer

Multi-Order Averaging

Gemiddeld meerdere bestellingen tegelijk verwerken
Afzonderlijke 1×, 2×, 3× componenten
Biedt uitgebreide bestelinhoud

Verschilsignaal

Trek het gemiddelde signaal af van het ruwe signaal
Residu laat zien wat er is verwijderd (asynchrone componenten)
Handig voor het identificeren van lagerdefecten na het verwijderen van de tandwielgrijper

Synchrone middeling is een geavanceerde signaalverwerkingstechniek die de zichtbaarheid van periodieke, snelheidssynchrone trillingspatronen aanzienlijk verbetert en tegelijkertijd ruis en asynchrone componenten onderdrukt. Het beheersen van synchrone middeling maakt geavanceerde transmissiediagnostiek, vroege defectdetectie in lawaaiige omgevingen en isolatie van specifieke componentsignaturen in complexe machines mogelijk.

← Terug naar hoofdindex

Wat is synchrone middeling? Signaalverbetering

Gepubliceerd door admin op oktober 31, 2025 oktober 31, 2025