Razumevanje analize valov

1. Definicija: Kaj je valovna analiza?

Analiza valov je napredna tehnika obdelave signalov, ki se uporablja za analizo vibracije signali, pri katerih se frekvenčna vsebina sčasoma spreminja. Za razliko od tradicionalnih Hitra Fourierjeva transformacija (FFT), ki je najbolj primerna za stacionarne signale (signale s konstantno frekvenčno vsebino), lahko valovna analiza učinkovito zajame in predstavi prehodne dogodke, šoke in druga nestacionarna vedenja.

Deluje tako, da signal razstavi v niz baznih funkcij, imenovanih »valčki«. Vsak valček je kratek, nihajoč valovit paket, ki je lokaliziran tako časovno kot frekvenčno. Ta dvojna lokalizacija daje valovni analizi njeno moč.

2. Analiza valov v primerjavi s hitro pretvarjanjem pretvornika (FFT)

Za razumevanje vrednosti valovne analize je pomembno razumeti omejitve FFT:

• FFT (hitra Fourierjeva transformacija): FFT vam pove, *katere* frekvence so prisotne v signalu, vendar vam ne da nobenih informacij o tem, *kdaj* so se pojavile. Analizira celoten signal hkrati in zagotavlja odlično frekvenčno ločljivost, vendar ničelno časovno ločljivost.
• Analiza valov: Analiza valov vam pove, *katere* frekvence so prisotne in *kdaj* so prisotne. Zagotavlja »časovno-frekvenčni« zemljevid signala, ki prikazuje, kako se spektralna vsebina spreminja skozi čas.

Predstavljajte si signal, ki vsebuje kratek "klik" zaradi počenega zobnika. FFT bi lahko pokazal rahlo povečanje širokopasovne energije, vendar bi bil klik povprečen za celoten signal. Valovna analiza pa bi ustvarila graf, ki jasno prikazuje sunek visokofrekvenčne energije v natančnem trenutku, ko se je klik zgodil.

3. Scalogram: časovno-frekvenčni zemljevid

Najpogostejši izhod valovne analize je skalogram (ali podoben časovno-frekvenčni diagram). To je 2D barvni zemljevid, kjer:

• Os X predstavlja čas.
• Os Y predstavlja frekvenco (ali lestvico).
• Barva predstavlja amplitudo ali energijo vibracije v določenem času in frekvenci.

Ta vizualizacija olajša odkrivanje prehodnih dogodkov, ki bi bili skriti v standardnem FFT spektru. Na primer, navpična črta »vroče« barve na skalogramu označuje širokopasovni dogodek (kot je udarec), ki se je zgodil v določenem trenutku.

4. Uporaba v vibracijski diagnostiki

Analiza valov se običajno ne uporablja za rutinske namene. spremljanje vibracij vendar je močno orodje za napredno diagnostiko v specifičnih situacijah:

• Analiza menjalnika: Izjemno dobro odkriva lokalizirane napake, kot je posamezen razpokan ali zlomljen zob, kar pri vsakem obratu povzroči izrazit udarec.
• Okvara ležaja Analiza: Uporablja se lahko za zaznavanje posameznih udarcev, ki jih povzroči prehod kotalnega elementa čez odlomek, zlasti pri zelo počasnih strojih, kjer so tradicionalni analiza ovojnice je lahko izziv.
• Prehodni dogodek Analiza: Idealen je za analizo signalov iz zagona, zaustavitve stroja ali drugih procesov, kjer se hitrost in vibracijske značilnosti nenehno spreminjajo.
• Strukturna analiza: Uporablja se lahko za analizo odziva konstrukcije na udarec (test z udarcem), da se razume njeno dušenje in naravne frekvence.

Čeprav je računsko bolj zahtevna kot FFT, je sodobna računalniška programska oprema valovno analizo naredila dostopno in dragoceno orodje za napredne analitike vibracij, ki se ukvarjajo s kompleksnimi, nestacionarnimi signali.

← Nazaj na glavno kazalo