Zrozumienie spójności

1. Definicja: Czym jest spójność?

Konsekwencja (nazywana również funkcją koherencji) jest narzędziem przetwarzania sygnału używanym w analiza drgań Określa jakość i wiarygodność pomiaru. Jest to wartość z zakresu od 0 do 1, która wskazuje, jaka część sygnału wyjściowego o danej częstotliwości jest bezpośrednio generowana przez sygnał wejściowy.

• Spójność 1.0 przy określonej częstotliwości oznacza, że istnieje idealnie liniowa zależność między dwoma sygnałami. 100% sygnału wyjściowego przy tej częstotliwości jest spowodowane sygnałem wejściowym.
• Spójność 0.5 Oznacza to, że tylko 50% energii sygnału wyjściowego o tej częstotliwości jest liniowo powiązane z sygnałem wejściowym. Pozostałe 50% wynika z innych czynników, takich jak szum, nieliniowości lub inne niezmierzone sygnały wejściowe.
• Spójność 0.0 oznacza, że nie ma żadnego liniowego związku pomiędzy dwoma sygnałami na tej częstotliwości.

Spójność oblicza się za pomocą gęstości widmowej mocy krzyżowej i wymaga ona wielokanałowego analizatora, który może mierzyć dwa sygnały jednocześnie.

2. Podstawowe zastosowania spójności

Spójność jest wykorzystywana przede wszystkim w dwóch kluczowych obszarach:

a) Walidacja Funkcja odpowiedzi częstotliwościowej (FRF) Pomiary

To najczęstsze i najistotniejsze zastosowanie koherencji. Podczas wykonywania testu uderzeniowego (lub testu uderzeniowego) w celu pomiaru FRF, wykres koherencji jest niezbędny do oceny jakości danych.

• Dobry pomiar: Aby uzyskać prawidłową FRF, spójność powinna być bliska 1,0 przy częstotliwościach odpowiadających szczytom rezonansowym. Wysoka spójność (np. >0,95) daje analitykowi pewność, że zmierzona odpowiedź rzeczywiście została spowodowana uderzeniem młotka, a nie drganiami tła lub szumem pomiarowym.
• Słaby pomiar: Jeśli koherencja znacząco spada w punkcie rezonansowym, oznacza to błędny pomiar. Może to być spowodowane słabym uderzeniem młotka, zaszumionym otoczeniem lub nieliniową reakcją strukturalną. Analityk powinien odrzucić dane z tego uderzenia i spróbować ponownie. Koherencja będzie naturalnie niska w antyrezonansach („dolinach” w FRF), co jest normalne.

b) Identyfikacja źródła

Spójność można wykorzystać do określenia, czy drgania jednej maszyny powodują drgania innej. Na przykład, jeśli masz pompę i silnik na wspólnej podstawie i podejrzewasz, że silnik powoduje drgania pompy:

• Procedura: Umieść jeden akcelerometr na silniku (wejście) i drugi akcelerometr na pompie (wyjście). Zmierz oba sygnały jednocześnie i oblicz ich spójność.
• Interpretacja: Jeżeli spójność jest wysoka w silniku prędkość bieguStanowi to silny dowód na to, że drgania są przenoszone z silnika na pompę poprzez ich wspólną konstrukcję. Jeśli spójność jest niska, drgania pompy prawdopodobnie są spowodowane przez jej własne problemy (np. niewyważenie pompy, kawitację), a nie przez silnik.

3. Czynniki zmniejszające spójność

Istnieje kilka czynników, które mogą spowodować, że wartość spójności będzie mniejsza niż 1,0:

• Szum pomiarowy: Zanieczyszczenie sygnału wejściowego lub wyjściowego przez szum zewnętrzny.
• Układy nieliniowe: Spójność mierzy jedynie *liniową* zależność. Jeśli układ jest nieliniowy (np. z powodu luzu, pęknięć lub oddziaływań między płynem a strukturą), spójność będzie niska, nawet jeśli istnieje związek przyczynowo-skutkowy.
• Opóźnienia czasowe: Znaczne opóźnienie czasowe pomiędzy sygnałami wejściowymi i wyjściowymi może zmniejszyć spójność.
• Inne niezmierzone dane wejściowe: Jeśli sygnał wyjściowy pochodzi z więcej niż jednego źródła, a jako sygnał wejściowy mierzysz tylko jedno z nich, spójność będzie niska.

Podsumowując, funkcja koherencji jest kluczowym narzędziem kontroli jakości w zaawansowanych pomiarach drgań, zapewniającym pewność co do prawidłowości danych FRF i ułatwiającym identyfikację ścieżek przenoszenia drgań.

← Powrót do indeksu głównego