Čo je krížové spektrum? Dvojkanálová frekvenčná analýza • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov Čo je krížové spektrum? Dvojkanálová frekvenčná analýza • Prenosný vyvažovač, analyzátor vibrácií "Balanset" pre dynamické vyvažovanie drvičov, ventilátorov, mulčovačov, závitoviek na kombajnoch, hriadeľov, odstrediviek, turbín a mnohých ďalších rotorov

Čo je to krížové spektrum? Dvojkanálová frekvenčná analýza

Publikované používateľom admin dňa

Pochopenie krížového spektra

Definícia: Čo je to krížové spektrum?

Medzispektrálne (tiež nazývané krížové výkonové spektrum alebo krížová spektrálna hustota) je reprezentácia vzťahu medzi dvoma súčasne meranými hodnotami vo frekvenčnej doméne vibrácie signálov. Vypočíta sa vynásobením Rýchla premena funkcie (FFT) jedného signálu komplexným konjugátom FFT druhého signálu. Na rozdiel od automatické spektrum ktoré zobrazuje frekvenčný obsah jedného signálu, krížové spektrum odhaľuje, ktoré frekvencie sú spoločné pre oba signály a fáza vzťah medzi signálmi na každej frekvencii.

Krížové spektrum je základom pokročilej viackanálovej vibračnej analýzy vrátane odhadu prenosovej funkcie, súdržnosť analýza a merania prevádzkového tvaru priehybu (ODS). Umožňuje pochopiť, ako sa vibrácie šíria konštrukciami, a identifikovať vzťahy príčiny a následku medzi miestami merania.

Matematická definícia

Výpočet

  • Gxy(f) = X(f) × Y*(f)
  • Kde X(f) = FFT signálu x(t)
  • Y*(f) = komplexne konjugovaná funkcia FFT signálu y(t)
  • Výsledok má komplexnú hodnotu (má veľkosť aj fázu)

Komponenty

  • Veľkosť: |Gxy(f)| zobrazuje silu spoločného frekvenčného obsahu
  • Fáza: ∠Gxy(f) zobrazuje fázový rozdiel medzi signálmi na každej frekvencii
  • Skutočná časť: Fázová (kospektrálna) zložka
  • Imaginárna časť: Kvadratúrna (90° fázovo posunutá) zložka

Nehnuteľnosti

Komplexne hodnotené

  • Na rozdiel od autospektra (iba skutočného) je krížové spektrum zložité.
  • Obsahuje informácie o veľkosti aj fáze
  • Fáza je kľúčová pre pochopenie vzťahov medzi signálmi

Nie symetrické

  • Gxy(f) ≠ Gyx(f) vo všeobecnosti
  • Záleží na poradí (ktorý signál je referenčný)
  • Gyx(f) = komplexne konjugovaná funkcia Gxy(f)

Požadované priemerovanie

  • Jedno krížové spektrum je zašumené a nespoľahlivé
  • Priemerné viacnásobné krížové spektrá pre stabilný odhad
  • Zložky šumu sa priemerujú smerom k nule (nekorelované)
  • Korelované komponenty posilňujú

Aplikácie

1. Výpočet prenosovej funkcie

Najdôležitejšia aplikácia:

  • H(f) = Gxy(f) / Gxx(f)
  • Kde x = vstup, y = výstup
  • Ukazuje, ako systém reaguje na excitáciu
  • Veľkosť ukazuje zosilnenie/útlm
  • Fáza ukazuje časové oneskorenie alebo rezonančné správanie
  • Používa sa v modálna analýza, štrukturálna dynamika

2. Výpočet koherencie

  • Koherencia = |Gxy|² / (Gxx × Gy)
  • Meria koreláciu medzi signálmi na každej frekvencii
  • Hodnoty 0-1: 1 = dokonalá korelácia, 0 = žiadna korelácia
  • Overuje kvalitu merania a identifikuje šum

3. Určenie fázového vzťahu

  • Fáza z krížového spektra ukazuje časové oneskorenie alebo rezonanciu
  • 0° fáza: signály sú vo fáze (pohybujú sa spoločne)
  • 180° fáza: signály mimo fázy (pohybujú sa opačne)
  • 90° fáza: kvadratúra (rezonancia alebo časové oneskorenie)
  • Diagnostika tvarov módov, prenos vibrácií

4. Odmietnutie spoločného režimu

  • Krížové spektrum identifikuje frekvenčné zložky spoločné pre oba kanály
  • Nekorelované potlačenie šumu pri priemerovaní
  • Odhaľuje skutočné zložky signálu
  • Zlepšuje pomer signálu k šumu

Praktické merania

Typické scenáre merania

Porovnanie ložísk

  • Signál X: Vibrácie na ložisku 1
  • Signál Y: Vibrácie na ložisku 2
  • Krížové spektrum zobrazuje frekvencie ovplyvňujúce obe ložiská
  • Identifikuje problémy súvisiace s rotorom oproti problémom s jednotlivými ložiskami

Analýza vstupov a výstupov

  • Signál X: Sila alebo vibrácie na vstupe (spojka, ložisko hnacieho mechanizmu)
  • Signál Y: Odozva na výstupe (ložisko poháňaného zariadenia)
  • Krížové spektrum odhaľuje charakteristiky prenosu
  • Prenosová funkcia ukazuje, ako sa vibrácie prenášajú

Štrukturálny prenos

  • Signál X: Vibrácie ložiskového telesa
  • Signál Y: Vibrácie základov alebo rámu
  • Krížové spektrum ukazuje, ktoré frekvencie sa prenášajú do štruktúry
  • Usmerňuje úsilie o izoláciu alebo spevnenie

Interpretácia

Vysoká magnitúda pri frekvencii

  • Označuje silnú koreláciu medzi signálmi na danej frekvencii
  • Spoločný zdroj alebo silná väzba
  • Zložka prítomná v oboch signáloch

Nízka magnitúda pri frekvencii

  • Malá korelácia (nekorelovaná alebo slabá väzba)
  • Komponent môže byť prítomný v jednom signále, ale nie v iných
  • Alebo nekorelovaná zložka (šum, rôzne zdroje)

Informácie o fáze

  • 0°: Signály sa pohybujú spoločne (pevné spojenie alebo pod rezonanciou)
  • 180°: Signály sa pohybujú opačne (nad rezonanciou alebo symetriou)
  • 90°: Kvadratúra (pri rezonancii alebo špecifickej geometrii)
  • Frekvenčne závislé: Fázové zmeny odhaľujú dynamické správanie

Pokročilé aplikácie

Analýza viacerých vstupov/výstupov

  • Viacero referenčných signálov, viacero signálov odozvy
  • Matica krížových spektier
  • Identifikuje viacero prenosových ciest
  • Charakterizácia komplexného systému

Prevádzkové tvary vychýlenia

  • Krížové spektrá medzi mnohými meracími bodmi
  • Fázové vzťahy definujú vzorec vychýlenia
  • Vizualizuje štrukturálny pohyb
  • Identifikuje rezonančné režimy

Krížové spektrum rozširuje frekvenčnú analýzu z jednokanálovej na viackanálovú a odhaľuje vzťahy medzi signálmi, ktoré umožňujú výpočet prenosovej funkcie, overenie koherencie a pochopenie trás prenosu vibrácií. Hoci je krížové spektrum zložitejšie ako automatické spektrum, je nevyhnutné pre pokročilú analýzu vibrácií vrátane modálneho testovania, štrukturálnej dynamiky a sofistikovanej diagnostiky strojov vyžadujúcej viacbodové merania.

← Späť na hlavný index

Kategórie:
WhatsApp