Razumevanje filtrov za sledenje
Definicija: Kaj je sledilni filter?
Sledilni filter (imenovan tudi filter za sledenje vrstnega reda ali sinhroni filter) je ozkopasovni filter v analiza vibracij instrumenti, ki samodejno prilagodijo svojo osrednjo frekvenco, da sledi večkratniku (redu) vrtilne hitrosti stroja. Na primer, “1× sledilni filter” neprekinjeno sledi frekvenci hitrosti delovanja, filtrira vse druge frekvence in prepušča le osnovno 1× komponento. Podobno 2× in 3× sledilni filtri sledijo dvakratniku in trikratniku hitrosti delovanja.
Sledilni filtri so bistvena orodja za analizo opreme s spremenljivo hitrostjo, prehodnih pojavov pri zagonu/iztekanju motorja in za izolacijo specifičnih komponent naročila v analiza naročila. Omogočajo merjenje amplituda in . faza sinhronih komponent, tudi ko se hitrost stroja spreminja.
Kako delujejo filtri za sledenje
Osnovno načelo
- Referenčna hitrost: Tahometer ali ključni fazor zagotavlja enkratni impulz na vrtljaj
- Izračun frekvence: Instrument izračuna trenutno vrtilno frekvenco iz tahometra
- Množenje vrstnega reda: Pomnoži vrtilno frekvenco z zaporednim številom (1, 2, 3 itd.)
- Centriranje filtra: Ozkopasovni filter, centriran na izračunani frekvenci
- Neprekinjeno prilagajanje: Ko se hitrost spreminja, se frekvenca filtra neprekinjeno spremlja
- Izhod: Filtriran signal, ki vsebuje samo izbrano komponento naročila
Značilnosti filtra
- Pasovna širina: Tipično ±2-10% osrednje frekvence
- Ozkost: Učinkovito zavrača bližnje frekvence
- Stopnja sledenja: Lahko sledi hitro spreminjajočim se hitrostim
- Več filtrov: Sodobni instrumenti omogočajo sočasno sledenje več naročilom
Aplikacije
1. Analiza zagona in izpadanja
Primarna uporaba filtrov za sledenje:
- Sled 1× amplituda in faza v odvisnosti od hitrosti med prehodnimi pojavi
- Ustvari Bodejevi diagrami (amplituda in faza v primerjavi s hitrostjo)
- Prepoznajte kritične hitrosti iz amplitudnih vrhov
- Mera dušenje iz širine resonančnega vrha
- Sledenje 2×, 3× hkrati za prepoznavanje več načinov
2. Analiza opreme s spremenljivo hitrostjo
- Ohranite meritve na podlagi vrstnega reda kljub spremembam hitrosti
- Motorji z VFD-pogonom in stalno spreminjajočo se hitrostjo
- Vetrne turbine z različnimi hitrostmi vetra
- Procesna oprema s spremembami hitrosti, odvisnimi od obremenitve
- Omogoča dosledno spremljanje trendov ne glede na nihanja hitrosti
3. Uravnoteženje
- Komponenta skladbe 1× med uravnoteženje postopek
- Za čistejše meritve filtrirajte komponente, ki niso 1×
- Fazna meritev samo pri frekvenci 1×
- Izboljša natančnost z odpravo drugih virov vibracij
4. Analiza, specifična za naročilo
- Izolirajte določena naročila za podrobno preučitev
- Primer: Sled 2× za spremljanje napredovanja neusklajenosti
- Vrstni red premikanja lopatic gosenic v ventilatorjih/črpalkah
- Ločene prekrivajoče se frekvenčne komponente
Prednosti filtrov za sledenje
Neodvisnost od hitrosti
- Meritve so smiselne ne glede na spremembe hitrosti
- Primerjava podatkov iz različnih hitrosti na isti osnovi (naročila)
- Bistveno za opremo brez konstantne hitrosti
Izolacija komponent
- Loči določen vrstni red od vseh drugih frekvenc
- Čistejši signali kot pri FFT polnega spektra
- Boljše razmerje signal/šum za komponente naročila
- Omogoča natančno merjenje amplitude in faze
Prehodna analiza
- Spremljanje komponent skozi spremembe hitrosti
- Neprekinjeno merjenje med pospeševanjem/zaviranjem
- Ni potrebe po ustaljenih pogojih
- Razkriva vedenje, odvisno od hitrosti
Omejitve in premisleki
Zahteva tahometer
- Natančna referenca hitrosti je bistvena
- Kakovost signala tahometra vpliva na delovanje filtra
- Ni mogoče uporabljati na opremi brez referenčne hitrosti
- Enkratni impulz na vrtljaj mora biti zanesljiv
Sledi samo sinhronim komponentam
- Nesinhrone napake, ki niso zajete (večina napak ležajev)
- Električne frekvence se ne sledijo
- Naključne vibracije so filtrirane
- Za popolno diagnozo je treba uporabiti dopolnilne analize
Kompromisi pri pasovni širini filtrov
- Ozek filter: Boljše zavračanje sosednjih frekvenc, vendar počasnejši odziv na spremembe hitrosti
- Široki filter: Hitrejše sledenje, vendar lahko vključuje bližnje komponente
- Optimalno: Običajno je pasovna širina 5-10% za večino aplikacij
Sledilni filter v primerjavi s FFT
| Funkcija | Analiza hitre pretvorbe (FFT) | Sledilni filter |
|---|---|---|
| Zahteva glede hitrosti | Deluje pri kateri koli hitrosti | Zahteva tahometer |
| Sprememba hitrosti | Zahteva enakomerno hitrost | Obvladuje različne hitrosti |
| Informacije | Polni spekter, vse frekvence | Samo eno naročilo |
| Nesinhrone napake | Zazna vse napake | Zgreši nesinhrono |
| Prehodna analiza | Težko | Odlično |
| Najboljše za | Splošna diagnostika, stanje dinamičnega ravnovesja | Analiza kritične hitrosti, spremenljiva hitrost |
Sodobne izvedbe
Digitalni filtri za sledenje
- Programsko podprti filtri v sodobnih analizatorjih
- Več hkratnih naročil (1×, 2×, 3× sočasno)
- Nastavljiva pasovna širina
- Prikaz v realnem času med prehodnimi pojavi
Integracija analize naročil
- Sledilni filtri kot osnova celovite analize naročil
- Izvlečen celoten spekter naročil (vsi naročila hkrati)
- Barvni zemljevidi, ki prikazujejo vrstni red v primerjavi s hitrostjo
- Avtomatizirano zaznavanje kritične hitrosti iz podatkov o sledenju naročil
Sledilni filtri so specializirana, a zmogljiva orodja za analizo vibracij, zlasti za dinamiko rotorjev in opremo s spremenljivo hitrostjo. Z ohranjanjem osredotočenosti na določena naročila kljub spremembam hitrosti sledilni filtri omogočajo analizo prehodnih pojavov in od hitrosti neodvisno spremljanje komponent, kar bi bilo s standardnimi tehnikami FFT nemogoče, zaradi česar so bistveni za identifikacijo kritične hitrosti in napredno diagnostiko strojev.
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 