Czym jest filtr Notch? Narzędzie do tłumienia częstotliwości • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników Czym jest filtr Notch? Narzędzie do tłumienia częstotliwości • Przenośny wyważacz, analizator drgań "Balanset" do dynamicznego wyważania kruszarek, wentylatorów, mulczerów, ślimaków w kombajnach, wałów, wirówek, turbin i wielu innych wirników

Czym jest filtr wycinający? Narzędzie do tłumienia częstotliwości

Opublikowane przez admin w dniu

Zrozumienie filtrów Notch

Definicja: Czym jest filtr Notch?

Filtr Notch (nazywany również filtrem pasmowo-zaporowym, filtrem pasmowo-odcinającym lub pułapką częstotliwości) jest elementem przetwarzania sygnału selektywnym częstotliwościowo, który silnie tłumi wibracja składowe w wąskim paśmie częstotliwości, jednocześnie przepuszczając wszystkie częstotliwości poza tym pasmem w zasadzie bez zmian. Filtr wycinający jest przeciwieństwem filtra pasmowo-przepustowego: zamiast przepuszczać pasmo i blokować wszystkie inne, blokuje określone pasmo i przepuszcza wszystkie inne.

Filtry wycinające są stosowane w analiza drgań Aby usunąć dominujące zakłócenia (szum elektryczny 60 Hz), wyeliminować przytłaczające składowe drgań (bardzo wysokie 1-krotne niezrównoważenie maskujące inne sygnały) lub stłumić rezonanse, które utrudniają diagnostykę. Umożliwiają one “obserwację” dominujących częstotliwości i ujawnienie słabszych, ale istotnych diagnostycznie składowych.

Charakterystyka filtra

Częstotliwość środkowa (wycięcie)

  • Częstotliwość maksymalnego tłumienia
  • Częstotliwość jest “wycinana”
  • Dostrojony do określonych zakłóceń lub niechcianej częstotliwości
  • Tłumienie zazwyczaj 40-60 dB w środku

Szerokość pasma Notch

  • Wąskie wcięcie: Odrzuca bardzo selektywny zakres częstotliwości (wysokie Q)
  • Szerokie wycięcie: Odrzuca szersze pasmo częstotliwości (niskie Q)
  • Współczynnik Q: Częstotliwość środkowa / szerokość pasma
  • Typowy: Q = 10-50 w przypadku zastosowań wibracyjnych

Głębokość tłumienia

  • O ile zmniejsza się częstotliwość wcięć
  • Zwykle 40–60 dB (redukcja 100–1000×)
  • Filtry wyższego rzędu zapewniają głębsze wycięcia
  • Sąsiednie częstotliwości są minimalnie dotknięte

Typowe zastosowania

1. Usuwanie zakłóceń elektrycznych

Eliminacja szumów linii energetycznych:

  • Wycięcie 60 Hz: Usuwa zakłócenia elektryczne o częstotliwości 60 Hz w Ameryce Północnej
  • Wycięcie 50 Hz: Usuwa zakłócenia 50 Hz w Europie/Azji
  • Harmonia: Dodatkowe nacięcia przy 120/180/240 Hz lub 100/150/200 Hz
  • Korzyść: Czystsze widmo ujawniające drgania mechaniczne
  • Ostrożność: Nie stosować, jeśli podwójna częstotliwość linii (120/100 Hz) ma wartość diagnostyczną

2. Tłumienie dominującego składnika

  • Poważne zaburzenie równowagi: Zaznacz przytłaczająco 1×, aby zobaczyć inne komponenty
  • Siatka o wysokim przełożeniu: Usuń dominujące zazębienie, aby odsłonić częstotliwości łożysk
  • Silny rezonans: Tłumienie rezonansu strukturalnego w celu zaobserwowania wzbudzenia
  • Zamiar: Ujawnij zamaskowane informacje diagnostyczne

3. Eliminacja rezonansu czujnika

  • Usuń artefakty rezonansu mocowania czujnika
  • Nacięcie przy częstotliwości rezonansowej montażu (różni się w zależności od metody montażu)
  • Zapewnia, że pomiary odzwierciedlają maszynę, a nie czujnik

4. Unikanie artefaktów aliasingu

  • Przed downsamplingiem wytnij określone wysokie częstotliwości
  • Zapobiega aliasingowi znanych, silnych komponentów
  • Uzupełnia filtr dolnoprzepustowy antyaliasingowy

Rozważania projektowe

Wybór szerokości nacięcia

Wąskie wcięcie (wysokie Q)

  • Korzyść: Chirurgiczne usunięcie pojedynczej częstotliwości, minimalny wpływ na sąsiednie
  • Niekorzyść: Częstotliwość musi być dokładnie znana i stabilna
  • Przykład: 60,0 Hz ± 0,5 Hz wcięcie dla zakłóceń elektrycznych

Szerokie wcięcie (niskie Q)

  • Korzyść: Rejestruje zmiany częstotliwości, mniej krytyczne strojenie
  • Niekorzyść: Może mieć wpływ na częstotliwości, które chcesz zachować
  • Przykład: 1× ± 5 Hz w celu usunięcia braku równowagi zmieniającego się wraz ze zmianami prędkości

Kompromis między głębokością a szerokością

  • Głębsze wcięcia (> 60 dB) często wymagają szerszego pasma
  • Bardzo wąskie nacięcia mogą nie zapewnić głębokiego tłumienia
  • Optymalizacja na podstawie wymagań aplikacji

Zalety i ograniczenia

Zalety

  • Usuwa dominujące częstotliwości zakłócające
  • Ujawnia zamaskowane komponenty diagnostyczne
  • Poprawia wykorzystanie zakresu dynamicznego
  • Pozwala skupić się na słabszych, ale ważnych sygnałach

Ograniczenia i środki ostrożności

  • Usuwa informacje: Zawartość częstotliwości karbowanej została trwale utracona
  • Może ukrywać problemy: Jeśli częstotliwość karbowana ma wartość diagnostyczną, problem został pominięty
  • Zniekształcenie fazowe: Filtry wycinające mogą znacząco wpływać na częstotliwość fazową w pobliżu częstotliwości wycinającej
  • Dzwonienie: Ostre wcięcia mogą powodować artefakty w domenie czasu
  • Stosować ostrożnie: Powinien uzupełniać, a nie zastępować niefiltrowaną analizę

Najlepsze praktyki

Kiedy stosować filtry Notch

  • Znane zakłócenia (szum elektryczny) utrudniające pomiary
  • Dominujący składnik (poważne zaburzenie równowagi) uniemożliwiający wykorzystanie zakresu dynamiki
  • Po niefiltrowanej analizie stwierdzono, że częstotliwość karbowana nie jest diagnostyczna
  • Aby ujawnić słabe sygnały do szczegółowego badania

Kiedy NIE stosować

  • Rutynowe pomiary przesiewowe (niefiltrowane do ogólnej diagnostyki)
  • Kiedy częstotliwość karbowana ma wartość diagnostyczną
  • Bez uprzedniego zrozumienia pełnego, niefiltrowanego spektrum
  • Jako zamiennik ustalenia faktycznego źródła zakłóceń

Dokumentacja

  • Zawsze dokumentuj użycie filtra wycinającego
  • Rejestruj częstotliwość i szerokość pasma
  • Zachowaj niefiltrowane dane w celach informacyjnych
  • Zwróć uwagę na powód filtrowania wcięć

Realizacja

Filtry Notch sprzętowe

  • Stała częstotliwość (zwykle 50 lub 60 Hz)
  • Włączane/wyłączane w razie potrzeby
  • Układ analogowy w instrumencie
  • Operacja w czasie rzeczywistym

Filtry Notch oprogramowania

  • Zastosowano do zdigitalizowanych danych
  • Regulowana częstotliwość środkowa i szerokość pasma
  • Możliwość testowania różnych parametrów wycięcia
  • Nieniszczące (zachowane oryginalne dane)

Filtry wycinające (notch) to specjalistyczne narzędzia do przetwarzania sygnałów, które selektywnie usuwają wąskie pasma częstotliwości z sygnałów wibracyjnych. Chociaż skutecznie eliminują zakłócenia i ujawniają zamaskowane składowe, filtry wycinające (notch) muszą być stosowane rozważnie, z pełnym zrozumieniem, jakie informacje są odrzucane, i upewnieniem się, że częstotliwości wycinane nie zawierają istotnych treści diagnostycznych.

← Powrót do indeksu głównego

Kategorie:
WhatsApp