Pochopenie filtrov sledovania
Definícia: Čo je sledovací filter?
Sledovací filter (tiež nazývaný filter sledovania poradia alebo synchrónny filter) je úzkopásmový filter v analýza vibrácií prístroje, ktoré automaticky upravujú svoju strednú frekvenciu tak, aby sledovala násobok (rád) otáčok stroja. Napríklad “1× sledovací filter” nepretržite sleduje frekvenciu otáčok, filtruje všetky ostatné frekvencie a prepúšťa iba základnú 1× zložku. Podobne 2× a 3× sledovacie filtre sledujú dvojnásobok a trojnásobok otáčok.
Sledovacie filtre sú nevyhnutnými nástrojmi na analýzu zariadení s premenlivou rýchlosťou, prechodových javov pri rozbehu/dobehu a na izoláciu špecifických komponentov objednávky v analýza objednávok. Umožňujú meranie amplitúda a fáza synchrónnych komponentov, a to aj pri zmene rýchlosti stroja.
Ako fungujú filtre sledovania
Základný princíp
- Referenčná rýchlosť: Tachometer alebo kľúčový fázor poskytuje impulz raz za otáčku
- Výpočet frekvencie: Prístroj vypočítava okamžitú rotačnú frekvenciu z tachometra
- Násobenie rádu: Vynásobí rotačnú frekvenciu poradovým číslom (1, 2, 3 atď.)
- Centrovanie filtra: Úzkopásmový filter so stredom na vypočítanej frekvencii
- Plynulé nastavenie: Pri zmene rýchlosti sa frekvencia filtra neustále sleduje
- Výstup: Filtrovaný signál obsahujúci iba vybranú zložku poradia
Charakteristiky filtra
- Šírka pásma: Typicky ±2-10% strednej frekvencie
- Úzkosť: Účinne odmieta blízke frekvencie
- Rýchlosť sledovania: Dokáže sledovať rýchlo sa meniace rýchlosti
- Viaceré filtre: Moderné nástroje umožňujú simultánne sledovanie viacerých objednávok
Aplikácie
1. Analýza spustenia a dobehu
Primárna aplikácia sledovacích filtrov:
- Sledujte 1× amplitúdu a fázu v závislosti od rýchlosti počas prechodových javov
- Generovať Bodeho grafy (amplitúda a fáza vs. rýchlosť)
- Identifikovať kritické rýchlosti z amplitúdových vrcholov
- Opatrenie tlmenie zo šírky rezonančného píku
- Sledujte 2×, 3× súčasne na identifikáciu viacerých režimov
2. Analýza zariadení s premenlivou rýchlosťou
- Zachovať merania založené na poradí aj napriek zmenám rýchlosti
- Motory poháňané frekvenčným meničom s plynule sa meniacou rýchlosťou
- Veterné turbíny s rôznymi rýchlosťami vetra
- Procesné zariadenia so zmenami otáčok závislými od zaťaženia
- Umožňuje konzistentné sledovanie trendov bez ohľadu na kolísanie rýchlosti
3. Vyvažovanie
- Zložka stopy 1× počas vyvažovanie postup
- Odfiltrujte komponenty iné ako 1× pre čistejšie meranie
- Fázové meranie iba pri frekvencii 1×
- Zlepšuje presnosť potlačením iných zdrojov vibrácií
4. Analýza špecifických objednávok
- Izolujte konkrétne objednávky na podrobné štúdium
- Príklad: Sledovanie 2× na monitorovanie postupu nesprávneho zarovnania
- Poradie prechodu lopatiek koľajnice vo ventilátoroch/čerpadlách
- Samostatné prekrývajúce sa frekvenčné zložky
Výhody sledovacích filtrov
Nezávislosť od rýchlosti
- Merania sú zmysluplné bez ohľadu na zmeny rýchlosti
- Porovnajte údaje z rôznych rýchlostí na rovnakom základe (objednávky)
- Nevyhnutné pre zariadenia bez konštantnej rýchlosti
Izolácia komponentov
- Oddeľuje špecifický poriadok od všetkých ostatných frekvencií
- Čistejšie signály ako full spectrum FFT
- Lepší pomer signálu k šumu pre komponenty objednávky
- Umožňuje presné meranie amplitúdy a fázy
Analýza prechodových javov
- Sledovanie komponentov prostredníctvom zmien rýchlosti
- Nepretržité meranie počas zrýchľovania/spomaľovania
- Nie sú potrebné podmienky v ustálenom stave
- Odhaľuje správanie závislé od rýchlosti
Obmedzenia a úvahy
Vyžaduje tachometer
- Presná referencia rýchlosti je nevyhnutná
- Kvalita signálu otáčkomeru ovplyvňuje výkon filtra
- Nemožno použiť na zariadeniach bez referenčnej rýchlosti
- Impulz raz za otáčku musí byť spoľahlivý
Sleduje iba synchrónne komponenty
- Nezachytené nesynchrónne poruchy (väčšina defektov ložísk)
- Elektrické frekvencie nie sú sledované
- Náhodné vibrácie sú odfiltrované
- Pre úplnú diagnózu je potrebné použiť doplnkovú analýzu
Kompromisy šírky pásma filtra
- Zúžiť filter: Lepšie potlačenie susedných frekvencií, ale pomalšia odozva na zmeny rýchlosti
- Široký filter: Rýchlejšie sledovanie, ale môže zahŕňať blízke komponenty
- Optimálne: Typická šírka pásma 5-10% pre väčšinu aplikácií
Sledovací filter vs. FFT
| Funkcia | Analýza rýchlej premeny (FFT) | Sledovací filter |
|---|---|---|
| Požiadavka na rýchlosť | Funguje pri akejkoľvek rýchlosti | Vyžaduje tachometer |
| Zmena rýchlosti | Vyžaduje si stálu rýchlosť | Zvláda rôzne rýchlosti |
| Informácie | Celé spektrum, všetky frekvencie | Len jedna objednávka |
| Nesynchrónne poruchy | Zistí všetky chyby | Chýba nesynchronizované |
| Analýza prechodových javov | Ťažké | Vynikajúce |
| Najlepšie pre | Všeobecná diagnostika, ustálený stav | Analýza kritickej rýchlosti, variabilná rýchlosť |
Moderné implementácie
Digitálne sledovacie filtre
- Softvérové filtre v moderných analyzátoroch
- Viacero simultánnych objednávok (1×, 2×, 3× súbežne)
- Nastaviteľná šírka pásma
- Zobrazenie v reálnom čase počas prechodových javov
Integrácia analýzy objednávok
- Sledovacie filtre ako základ komplexnej analýzy objednávok
- Extrahované celé spektrum rádov (všetky rády súčasne)
- Farebné mapy znázorňujúce poradie vs. rýchlosť
- Automatická detekcia kritickej rýchlosti z údajov o sledovaní objednávok
Sledovacie filtre sú špecializované, ale výkonné nástroje v analýze vibrácií, najmä pre dynamiku rotorov a zariadenia s premenlivou rýchlosťou. Zameraním sa na konkrétne príkazy napriek zmenám rýchlosti umožňujú sledovacie filtre analýzu prechodových javov a monitorovanie komponentov nezávislých od rýchlosti, čo by pri štandardných technikách FFT nebolo možné, vďaka čomu sú nevyhnutné pre identifikáciu kritických rýchlostí a pokročilú diagnostiku strojov.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 