Razumevanje filtriranja signalov

1. Definicija: Kaj je filtriranje signalov?

Filtriranje signalov je ključna tehnika obdelave signalov, ki se uporablja v analiza vibracij za odstranitev neželenih frekvenčnih komponent iz signala ali za izolacijo določenih zanimivih frekvenc. Filter je v bistvu elektronsko vezje ali programski algoritem, ki omogoča, da določene frekvence "prehajajo", medtem ko druge blokira ali slabi.

Filtriranje se pogosto uporablja v digitalni analizatorji vibracij da se zagotovi, da so analizirani podatki čisti, natančni in ustrezni za dano diagnostično nalogo.

2. Pogoste vrste filtrov pri analizi vibracij

Pri obdelavi signalov se uporabljajo štiri osnovne vrste filtrov:

1. Nizkopasovni filter: Omogoča prehod nizkih frekvenc, vendar blokira visoke frekvence. Frekvenca, pri kateri se signal začne slabiti, se imenuje »mejna frekvenca«.
2. Visokoprepustni filter: Nasprotje nizkoprepustnega filtra. Prepušča visoke frekvence, blokira pa nizke frekvence.
3. Pasovno prepustni filter: Omogoča prehod določenega pasu ali frekvenčnega območja, hkrati pa blokira tako nižje kot višje frekvence.
4. Pasovno zaporni (ali zarezni) filter: Nasprotje pasovno prepustnega filtra. Blokira določen frekvenčni pas, medtem ko vsem ostalim omogoča prehod.

3. Ključne uporabe filtriranja

Filtri se v analizatorju vibracij uporabljajo na več ključnih načinov:

a) Filtri proti glajenju robov

To je verjetno najpomembnejša uporaba filtriranja. filter proti glajenju robov je strm nizkoprepustni filter, ki se uporabi za analogni signal *preden* se digitalizira. Njegov namen je odstraniti vso frekvenčno vsebino, ki je višja od najvišje frekvence (Fmax), ki jo je uporabnik izbral za svojo meritev.

To je bistveno za preprečevanje aliasiranje, resna napaka pri digitalni obdelavi signalov, kjer se visoke frekvence "zrušijo" in prikrijejo kot nizke frekvence, kar vodi do popolnoma napačnega spekterFilter proti glajenju robov je ključna komponenta, ki zagotavlja integriteto vseh digitalnih podatkov o vibracijah.

b) Integracija in diferenciacija

Vibracije se merijo kot pospešek, hitrostali premikMedtem ko merilnik pospeška je najpogostejši senzor, analitik pa si pogosto želi podatke ogledati v smislu hitrosti. Da bi to dosegel, mora analizator integrirati signal pospeška. Ta postopek integracije lahko močno ojača zelo nizkofrekvenčni šum (včasih imenovan učinek "smučarske proge"). Za odstranitev tega šuma pred integracijo se uporablja visokoprepustni filter, ki ustvari čist, uporaben spekter hitrosti ali premika.

c) Analiza ovojnice (Demodulacija)

Analiza ovojnice, primarna tehnika za odkrivanje napake ležajev, se močno zanaša na filtriranje. Postopek vključuje:

1. Uporaba pasovno prepustni filter za izolacijo visokofrekvenčnega pasu, kjer so prisotni signali udarca ležaja.
2. Obdelava tega filtriranega signala za določitev stopnje ponovitve ("ovojnice") udarcev.
3. Analiza spektra tega ovojnega signala za identifikacijo frekvenc okvar ležajev.

Pasovno prepustni filter je ključnega pomena za odstranjevanje visokoenergijskih, nizkofrekvenčnih signalov (kot je neuravnoteženost), ki bi sicer preglasili nizkoenergijske signale napak ležaja.

d) Diagnostično filtriranje

Analitiki lahko po zbiranju podatkov nanje uporabijo tudi digitalne filtre, da si olajšajo diagnozo. Na primer, lahko uporabijo pasovno prepustni filter za izolacijo vibracij okoli določene frekvence zobniškega zatikanja, da dobijo jasnejši vpogled v stranski pasovi.

← Nazaj na glavno kazalo