Разумевање спектралне анализе

1. Дефиниција: Шта је спектрална анализа?

Спектрална анализа је процес пријема сложеног сигнала, као што је временски таласни облик са сензора вибрација и његово разлагање на његове појединачне фреквентне компоненте. Примарни циљ спектралне анализе је трансформација сигнала из временског домена (амплитуда посматрања у односу на време) у фреквентни домен (амплитуда посматрања у односу на фреквенцију).

Излаз овог процеса је спектар (множина: спектри), што је графикон који приказује амплитуду вибрација на свакој одређеној фреквенцији. Спектрална анализа је најосновнија и најмоћнија техника у дијагностика вибрација, јер омогућава аналитичару да идентификује јединствене фреквентне потписе повезане са различитим кваровима машине.

2. Улога Брза Фуријеова трансформација (FFT)

Модерна спектрална анализа је омогућена захваљујући веома ефикасном алгоритму који се назива Брза Фуријеова трансформација (FFT)FFT је математичка процедура која је програмирана у сваки дигитални анализатор вибрацијаУзима дигитализоване податке временског таласног облика као свој улаз и производи фреквентни спектар као свој излаз.

FFT омогућава да се сложен и наизглед хаотичан сигнал, који је веома тешко интерпретирати у временском домену, посматра као јасан низ различитих фреквентних врхова у фреквентном домену.

3. Дијагностичка моћ спектра

Разлог због којег је спектрална анализа толико ефикасна је тај што различити механички и електрични проблеми у ротирајућим машинама генеришу вибрације на предвидљивим, карактеристичним фреквенцијама. Испитивањем спектра, аналитичар може дијагностиковати узрок проблема упаривањем фреквенција врхова са познатим обрасцем квара.

Уобичајени примери укључују:

• Велики врх на 1X брзина трчања често указује неравнотежа.
• Велики врх при 2 пута већој брзини трчања је класичан знак неусклађеност.
• Низ врхова на нецелобројним умношцима брзине трчања може указивати на дефекти лежаја.
• Врх високе амплитуде на фреквенцији мреже зупчаника (GMF) са бочне траке указује дефекти зупчаника.
• Врхунац на 2 пута већој фреквенцији електричне мреже може указивати на проблем са статором мотора.

4. Кључни параметри у спектралној анализи

Да би добио користан спектар, аналитичар мора дефинисати неколико кључних параметара:

• Фмакс (Максимална фреквенција): Ово је највиша фреквенција која ће бити укључена у спектар. Мора бити подешена довољно високо да би се ухватиле фреквенције сумњивих кварова (нпр. високе фреквенције за проблеме са зупчаником).
• Резолуција (линије резолуције): Ово одређује ниво детаља у спектру. Већи број линија пружа бољу фреквентну резолуцију, што значи да анализатор може да разликује два фреквентна врха који су веома близу један другом. Ово је кључно за идентификацију бочних опсега у анализи мењача.
• Усредњавање: Да би се добио чист, стабилан спектар, анализатор прави више „снимака“ података и усредњава их заједно. Ово уклања случајни шум и пружа тачнији приказ праве, стационарне вибрације.
• Прозори: Математичка функција (као што је Ханингов прозор) се примењује на податке како би се спречила грешка у обради која се назива спектрално цурење, што може да искриви амплитуде и облике фреквентних врхова.

У суштини, спектрална анализа је срж модерне вибрационе дијагностике, пружајући јасан „рендгенски“ приказ сила и кретања која се дешавају унутар машине.

← Назад на главни индекс