Razumevanje skladnosti

1. Definicija: Kaj je koherenca?

Skladnost (imenovana tudi koherenčna funkcija) je orodje za obdelavo signalov, ki se uporablja v analiza vibracij za določitev kakovosti in veljavnosti meritve. To je vrednost med 0 in 1, ki označuje, kolikšen del izhodnega signala pri dani frekvenci neposredno povzroča vhodni signal.

• Skladnost 1.0 pri določeni frekvenci pomeni, da obstaja popolna linearna povezava med obema signaloma. 100% izhoda pri tej frekvenci povzroča vhod.
• Skladnost 0.5 pomeni, da je le 50% energije izhodnega signala pri tej frekvenci linearno povezano z vhodnim signalom. Drugih 50% je posledica drugih dejavnikov, kot so šum, nelinearnosti ali drugi neizmerjeni vhodni podatki.
• Skladnost 0.0 pomeni, da med obema signaloma pri tej frekvenci sploh ni linearne povezave.

Koherenco izračunamo z uporabo navzkrižne spektralne gostote moči in zahteva večkanalni analizator, ki lahko hkrati meri dva signala.

2. Primarne uporabe koherence

Koherenco uporabljamo predvsem na dveh ključnih področjih:

a) Potrjevanje Funkcija frekvenčnega odziva (FRF) Meritve

To je najpogostejša in kritična uporaba koherence. Pri izvajanju udarnega testa (ali bump testa) za merjenje FRF je koherenčni diagram bistvenega pomena za presojo kakovosti podatkov.

• Dobra meritev: Za veljaven FRF mora biti koherenca zelo blizu 1,0 pri frekvencah, ki ustrezajo resonančnim vrhovom. Če je koherenca visoka (npr. > 0,95), analitiku daje gotovost, da je izmerjeni odziv dejansko povzročil udarec kladiva in ne vibracije ozadja ali šum meritev.
• Slaba meritev: Če koherenca na resonančnem vrhu znatno pade, to kaže na slabo meritev. To je lahko posledica slabega udarca kladiva, hrupnega okolja ali nelinearnega strukturnega odziva. Analitik naj zavrne podatke o tem udarcu in poskusi znova. Koherenca bo pri antiresonancah ("dolinah" v FRF) seveda nizka, kar je normalno.

b) Identifikacija vira

Koherenco je mogoče uporabiti za ugotavljanje, ali vibracije enega stroja povzročajo vibracije v drugem. Na primer, če imate črpalko in motor na skupni podlagi in sumite, da motor povzroča vibracije črpalke:

• Postopek: Postavite eno merilnik pospeška na motorju (vhod) in drugi merilnik pospeška na črpalki (izhod). Izmerite oba signala hkrati in izračunajte koherenco.
• Razlaga: Če je koherenca pri motorju visoka hitrost teka, to zagotavlja močan dokaz, da se vibracije prenašajo z motorja na črpalko prek njune skupne strukture. Če je koherenca nizka, vibracije črpalke verjetno povzročajo njene lastne težave (npr. neuravnoteženost črpalke, kavitacija) in ne motor.

3. Dejavniki, ki zmanjšujejo skladnost

Več dejavnikov lahko povzroči, da je vrednost koherence manjša od 1,0:

• Merilni šum: Kontaminacija vhodnega ali izhodnega signala z zunanjim šumom.
• Nelinearni sistemi: Koherenca meri le *linearno* razmerje. Če sistem ni linearen (npr. zaradi zrahljanosti, razpok ali interakcij med tekočino in strukturo), bo koherenca nizka, tudi če obstaja vzročna povezava.
• Časovne zamude: Znatna časovna zamuda med vhodnim in izhodnim signalom lahko zmanjša koherenco.
• Drugi neizmerjeni vhodni podatki: Če izhod povzroča več kot en vir in kot vhodni signal merite le enega od njih, bo koherenca nizka.

Skratka, koherenčna funkcija je ključno orodje za nadzor kakovosti naprednih meritev vibracij, ki zagotavlja zaupanje v veljavnost podatkov FRF in pomaga pri prepoznavanju poti prenosa vibracij.

← Nazaj na glavno kazalo