O que é Zoom FFT? Análise Espectral de Alta Resolução • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores. O que é Zoom FFT? Análise Espectral de Alta Resolução • Balanceador portátil e analisador de vibração "Balanset" para balanceamento dinâmico de britadores, ventiladores, trituradores, roscas transportadoras em colheitadeiras, eixos, centrífugas, turbinas e muitos outros rotores.

O que é Zoom FFT? Análise Espectral de Alta Resolução

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Entendendo a FFT com Zoom

Definição: O que é Zoom FFT?

Zoom FFT (também chamado de FFT de alta resolução ou zoom de frequência) é uma técnica avançada Transformada rápida de Fourier A técnica FFT com zoom proporciona uma resolução de frequência muito precisa dentro de uma faixa de frequência estreita selecionada, em vez de em todo o espectro. Em vez de analisar de 0 a 1000 Hz com resolução de 1 Hz (1000 linhas), a FFT com zoom pode analisar de 95 a 105 Hz com resolução de 0,01 Hz (também 1000 linhas, mas concentradas em uma faixa estreita). Essa melhoria drástica na resolução permite a separação de componentes de frequência muito próximos, como... faixas laterais, identificação precisa de frequências e análise detalhada de regiões espectrais específicas.

A FFT com zoom é essencial para diagnosticar defeitos nas barras do rotor do motor (resolvendo as bandas laterais da frequência de escorregamento), problemas em engrenagens (identificando padrões de modulação) e qualquer situação em que informações diagnósticas importantes estejam contidas em picos muito próximos que se fundiriam em uma análise FFT padrão.

Por que o Zoom FFT é necessário

Limitações de resolução da FFT padrão

A FFT padrão possui limitações fundamentais de resolução:

  • Resolução = Fmax / Número de Linhas
  • Exemplo: faixa de 0 a 1000 Hz, 800 linhas → resolução de 1,25 Hz
  • Problema: Não é possível distinguir picos separados por < 1,25 Hz
  • Frequência de deslizamento: Geralmente entre 0,5 e 2 Hz, requer melhor resolução para visualizar as bandas laterais.

Melhorando as compensações de resolução

  • Reduzir Fmax: A faixa de 0 a 100 Hz oferece uma resolução de 0,125 Hz (melhor), MAS não captura conteúdo de alta frequência.
  • Aumentar linhas: 8000 linhas resultam em 0,125 Hz, MAS exigem muito tempo de processamento e memória.
  • Zoom FFT: Combina alta resolução na faixa de interesse com processamento adequado.

Como funciona o Zoom FFT

Processo básico

  1. Selecione a banda de frequência: Selecione a frequência central e a largura de banda (por exemplo, 100 Hz ± 10 Hz).
  2. Deslocamento de frequência: Deslocar digitalmente a banda selecionada para perto de DC (banda base).
  3. Dizimação: Reduzir a taxa de amostragem proporcionalmente à largura de banda reduzida.
  4. Cálculo da FFT: Realizar FFT em sinal de taxa reduzida
  5. Resultado: Espectro de alta resolução de banda estreita selecionada

Ganho de resolução

  • Ao ampliar para 1/10 da extensão total, você obterá uma resolução 10 vezes maior.
  • Exemplo: 0-1000 Hz com resolução de 1 Hz → Zoom para 95-105 Hz com resolução de 0,01 Hz
  • Ganho = (Amplitude total / Amplitude de zoom)

Aplicações

1. Detecção de defeitos nas barras do rotor do motor

A aplicação clássica de zoom FFT:

  • Problema: Bandas laterais de frequência de deslizamento (espaçamento de 0,5 a 2 Hz) muito próximas para serem resolvidas na FFT padrão.
  • Solução: Zoom FFT em torno de 1× a velocidade de execução com resolução de 0,1 Hz ou superior.
  • Resultado: Faixas laterais claramente separadas revelando barras do rotor quebradas
  • Análise: A amplitude da banda lateral indica o número de barras quebradas.

2. Diagnóstico de Engrenagens

  • Aproxime a frequência de engrenamento da engrenagem
  • Resolver bandas laterais no espaçamento da velocidade do eixo
  • Identificar padrões de frequência de dentes de caça
  • Diferenciar entre bandas laterais de pinhão e engrenagem

3. Análise de Rolamentos

  • Explore as frequências de falhas em rolamentos.
  • Resolver a estrutura da banda lateral
  • Determine a frequência exata da falha (compare com a calculada).
  • Analisar padrões de modulação

4. Análise de Frequência Elétrica

  • Zoom em torno da frequência da linha ou 2× a frequência da linha
  • Resolver as bandas laterais de frequência de deslizamento em vibrações relacionadas à corrente.
  • Identificar com precisão a frequência de passagem do polo

5. Estudos de Velocidade Crítica

  • Aproximar-se das frequências naturais suspeitas
  • Determinar com precisão a frequência de ressonância
  • Meça a largura do pico de ressonância para o cálculo do amortecimento.

Procedimento Operacional

Configurar

  1. Primeiro FFT padrão: Identificar a região de frequência de interesse.
  2. Selecione o centro: Selecione a frequência central para zoom.
  3. Selecione o intervalo: Selecione a largura de banda do zoom (estreita para alta resolução)
  4. Definir parâmetros: Número de linhas (normalmente o mesmo que o da FFT padrão)
  5. Adquirir dados: O instrumento realiza FFT com zoom

Configurações típicas

  • Bandas laterais do motor: Centralizado em 1× (30 Hz), intervalo de ±10 Hz, 800 linhas → resolução de 0,025 Hz
  • Malha de engrenagens: Centralizado em GMF (600 Hz), intervalo de ±50 Hz, 1600 linhas → resolução de 0,0625 Hz
  • Defeito no rolamento: Centralizado em BPFO (150 Hz), intervalo de ±25 Hz, 800 linhas → resolução de 0,0625 Hz

Vantagens

Alta resolução

  • Resolução 10 a 100 vezes melhor que a FFT padrão.
  • Separa picos que seriam impossíveis de distinguir de outra forma.
  • Revela detalhes do diagnóstico

Eficiência Computacional

  • Mais eficiente do que aumentar as linhas em todo o espectro.
  • Processamento mais rápido
  • Menos memória necessária

Medição de frequência de precisão

  • Determina a frequência de pico exata.
  • Comparar com cálculos teóricos
  • Verificar diagnóstico de falhas

Limitações

Somente banda estreita

  • Mostra apenas a região de frequência selecionada.
  • Falta informação fora da faixa do Zoom
  • É preciso saber aproximadamente onde aplicar o zoom.
  • Requer FFT padrão primeiro para visualização.

É necessário conhecimento do usuário.

  • É necessário selecionar a região de zoom apropriada.
  • Requer compreensão do que procurar.
  • Não adequado para triagem geral.
  • Mais complexo que a FFT padrão

Investimento de tempo

  • Medição adicional além da FFT padrão
  • Tempo de configuração e seleção de parâmetros
  • Justificado para equipamentos críticos ou problemas confirmados.

A FFT com zoom é uma poderosa ferramenta de análise espectral que fornece a alta resolução de frequência necessária para identificar componentes de vibração próximos, essenciais para o diagnóstico de falhas elétricas em motores, defeitos em engrenagens e problemas em rolamentos. Dominar as técnicas de FFT com zoom — saber quando usá-la, como selecionar os parâmetros adequados e interpretar os espectros de alta resolução resultantes — é fundamental para análises avançadas de vibração e diagnósticos detalhados de falhas em máquinas complexas.

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