Înțelegerea filtrării semnalului

1. Definiție: Ce este filtrarea semnalului?

Filtrarea semnalului este o tehnică crucială de procesare a semnalelor utilizată în analiza vibrațiilor pentru a elimina componentele de frecvență nedorite dintr-un semnal sau pentru a izola frecvențe specifice de interes. Un filtru este, în esență, un circuit electronic sau un algoritm software care permite anumitor frecvențe să „treacă” în timp ce blochează sau atenuează altele.

Filtrarea este utilizată pe scară largă în domeniul digital analizoare de vibrații pentru a se asigura că datele analizate sunt curate, exacte și relevante pentru sarcina de diagnosticare în cauză.

2. Tipuri comune de filtre în analiza vibrațiilor

Există patru tipuri de bază de filtre utilizate în procesarea semnalelor:

1. Filtru trece-jos: Permite trecerea frecvențelor joase, dar blochează frecvențele înalte. Frecvența la care semnalul începe să fie atenuat se numește „frecvență de tăiere”.
2. Filtru trece-sus: Opusul unui filtru trece-jos. Permite trecerea frecvențelor înalte, dar blochează frecvențele joase.
3. Filtru trece-bandă: Permite trecerea unei anumite benzi sau game de frecvențe, blocând în același timp atât frecvențele joase, cât și cele înalte.
4. Filtru cu bandă stop (sau crestătură): Opusul unui filtru trece-bandă. Acesta blochează o anumită bandă de frecvențe, permițând în același timp trecerea tuturor celorlalte.

3. Aplicații cheie ale filtrării

Filtrele sunt utilizate în mai multe moduri critice în cadrul unui analizor de vibrații:

a) Filtre anti-aliasing

Aceasta este, probabil, cea mai importantă aplicație a filtrării. filtru anti-aliasing este un filtru trece-jos abrupt care se aplică semnalului analogic *înainte* de digitalizare. Scopul său este de a elimina tot conținutul de frecvență care este mai mare decât frecvența maximă (Fmax) selectată de utilizator pentru măsurare.

Acest lucru este esențial pentru a preveni aliasing, o eroare gravă de procesare a semnalului digital în care frecvențele înalte se „pliază” și se deghizează în frecvențe joase, ducând la o imagine complet incorectă spectruFiltrul anti-aliasing este o componentă critică ce asigură integritatea tuturor datelor digitale privind vibrațiile.

b) Integrare și diferențiere

Vibrația se măsoară ca accelerare, viteză, sau deplasareÎn timp ce un accelerometru este cel mai comun senzor, un analist dorește adesea să vizualizeze datele în termeni de viteză. Pentru a face acest lucru, analizorul trebuie să integreze semnalul de accelerație. Acest proces de integrare poate amplifica puternic zgomotul de foarte joasă frecvență (uneori numit efectul de „pârtie de schi”). Un filtru trece-sus este utilizat pentru a elimina acest zgomot înainte de integrare, pentru a produce un spectru de viteză sau deplasare curat și utilizabil.

c) Analiza anvelopei (Demodulare)

Analiza anvelopei, tehnica principală pentru detectarea defecte ale rulmentului, se bazează în mare măsură pe filtrare. Procesul implică:

1. Folosind un filtru trece-bandă pentru a izola o bandă de înaltă frecvență în care sunt prezente semnalele de impact ale rulmentului.
2. Prelucrarea acestui semnal filtrat pentru a extrage rata de repetiție („anvelopa”) impacturilor.
3. Analizarea spectrului acestui semnal al anvelopei pentru a identifica frecvențele defectului lagărului.

Filtrul trece-bandă este crucial pentru eliminarea semnalelor de înaltă energie și joasă frecvență (cum ar fi dezechilibrul) care altfel ar acoperi semnalele de defecte ale rulmentului cu energie redusă.

d) Filtrare diagnostică

Analiștii pot aplica, de asemenea, filtre digitale datelor după ce acestea au fost colectate pentru a ajuta la diagnosticare. De exemplu, ar putea utiliza un filtru trece-bandă pentru a izola vibrațiile din jurul unei anumite frecvențe a angrenajului pentru a obține o imagine mai clară asupra... benzi laterale.

← Înapoi la indexul principal