Înțelegerea analizei spectrale

1. Definiție: Ce este analiza spectrală?

Analiza spectrală este procesul de preluare a unui semnal complex, cum ar fi un formă de undă temporală dintr-un senzor de vibrații și descompunându-l în componentele sale individuale de frecvență. Scopul principal al analizei spectrale este de a transforma semnalul din domeniul timp (amplitudinea vizualizării vs. timp) în domeniul frecvenței (amplitudinea vizualizării vs. frecvență).

Rezultatul acestui proces este un spectru (plural: spectre), care este un grafic ce arată amplitudinea vibrației la fiecare frecvență specifică. Analiza spectrală este cea mai fundamentală și puternică tehnică în diagnosticarea vibrațiilor, deoarece permite unui analist să identifice semnăturile de frecvență unice asociate cu diferite defecțiuni ale mașinii.

2. Rolul Transformata Fourier rapidă (FFT)

Analiza spectrală modernă este posibilă datorită unui algoritm extrem de eficient numit Transformata Fourier rapidă (FFT)FFT este o procedură matematică programată în fiecare dispozitiv digital. analizor de vibrațiiPreia datele de undă temporale digitalizate ca intrare și produce spectrul de frecvență ca ieșire.

FFT permite ca un semnal complex și aparent haotic, care este foarte dificil de interpretat în domeniul timp, să fie văzut ca o serie clară de vârfuri de frecvență distincte în domeniul frecvenței.

3. Puterea diagnostică a spectrului

Motivul pentru care analiza spectrală este atât de eficientă este faptul că diferite probleme mecanice și electrice din mașinile rotative generează vibrații la frecvențe caracteristice, previzibile. Prin examinarea spectrului, un analist poate diagnostica cauza principală a unei probleme prin potrivirea frecvențelor vârfurilor cu un model de defect cunoscut.

Exemple comune includ:

• Un vârf mare la 1X mai mare viteză de alergare indică adesea dezechilibra.
• Un vârf mare la o viteză de alergare de 2 ori mai mare este un semn clasic de nealiniere.
• O serie de vârfuri la multipli neîntregi ai vitezei de alergare poate indica defecte ale rulmentului.
• Un vârf de mare amplitudine la frecvența angrenajului (GMF) cu benzi laterale indică defecte ale angrenajului.
• Un vârf la o frecvență de 2 ori mai mare decât frecvența rețelei electrice poate indica o problemă a statorului motorului.

4. Parametri cheie în analiza spectrală

Pentru a obține un spectru util, un analist trebuie să definească câțiva parametri cheie:

• Fmax (Frecvență maximă): Aceasta este cea mai înaltă frecvență care va fi inclusă în spectru. Trebuie setată suficient de sus pentru a capta frecvențele defectelor suspectate (de exemplu, frecvențe înalte pentru problemele angrenajelor).
• Rezoluție (linii de rezoluție): Aceasta determină nivelul de detaliu din spectru. Un număr mai mare de linii oferă o rezoluție de frecvență mai bună, ceea ce înseamnă că analizorul poate distinge între două vârfuri de frecvență care sunt foarte apropiate. Acest lucru este esențial pentru identificarea benzilor laterale în analiza cutiei de viteze.
• Medierea: Pentru a obține un spectru curat și stabil, analizorul preia mai multe „instantanee” ale datelor și le calculează media împreună. Aceasta elimină zgomotul aleatoriu și oferă o reprezentare mai precisă a vibrației reale, în stare staționară.
• Ferestre: O funcție matematică (cum ar fi o fereastră Hanning) este aplicată datelor pentru a preveni o eroare de procesare numită scurgere spectrală, care pot distorsiona amplitudinile și formele vârfurilor de frecvență.

În esență, analiza spectrală este nucleul diagnosticării moderne a vibrațiilor, oferind o imagine clară, în „raze X”, a forțelor și mișcărilor care au loc în interiorul unei mașini.

← Înapoi la indexul principal