Разумевање кохерентности

1. Дефиниција: Шта је кохерентност?

Кохерентност (такође названа функција кохеренције) је алат за обраду сигнала који се користи у vibration analysis да се утврди квалитет и валидност мерења. То је вредност између 0 и 1 која показује колики је део излазног сигнала на датој фреквенцији директно узрокован улазним сигналом.

• Кохерентност 1.0 на одређеној фреквенцији значи да постоји савршена линеарна веза између два сигнала. 100% излаза на тој фреквенцији је узроковано улазом.
• Кохерентност 0.5 значи да је само 50% енергије излазног сигнала на тој фреквенцији линеарно повезано са улазним сигналом. Осталих 50% је последица других фактора као што су шум, нелинеарности или други неизмерени улази.
• Кохерентност 0.0 значи да уопште не постоји линеарна веза између два сигнала на тој фреквенцији.

Кохерентност се израчунава коришћењем унакрсне спектралне густине снаге и захтева вишеканални анализатор који може истовремено да мери два сигнала.

2. Примарна употреба кохерентности

Кохерентност се првенствено користи у две кључне области:

а) Валидација Функција фреквентног одзива (FRF) Мерења

Ово је најчешћа и најкритичнија употреба кохеренције. Приликом извођења теста удара (или теста напрезања) за мерење FRF-а, дијаграм кохеренције је неопходан за процену квалитета података.

• Добро мерење: За валидан FRF, кохеренција треба да буде веома близу 1,0 на фреквенцијама које одговарају резонантним врховима. Ако је кохеренција висока (нпр. >0,95), аналитичару се даје поверење да је измерени одзив заиста изазван ударом чекића, а не позадинском вибрацијом или шумом мерења.
• Лоше мерење: Ако кохеренција значајно падне на резонантном врху, то указује на лоше мерење. То може бити због лошег удара чекића, бучног окружења или нелинеарног структурног одговора. Аналитичар треба да одбаци податке из тог удара и покуша поново. Кохеренција ће природно бити ниска на антирезонанцијама („долине“ у FRF-у), што је нормално.

б) Идентификација извора

Кохеренција се може користити да се утврди да ли вибрације једне машине изазивају вибрације у другој. На пример, ако имате пумпу и мотор на заједничкој бази и сумњате да мотор изазива вибрације пумпе:

• Procedure: Место једно акцелерометар на мотору (улаз) и други акцелерометар на пумпи (излаз). Измерите оба сигнала истовремено и израчунајте кохерентност.
• Тумачење: Ако је кохеренција висока на нивоу мотора брзина трчања, то пружа јаке доказе да се вибрације преносе са мотора на пумпу кроз њихову заједничку структуру. Ако је кохеренција ниска, вибрације пумпе вероватно узрокују њени сопствени проблеми (нпр. неуравнотеженост пумпе, кавитација), а не мотор.

3. Фактори који смањују кохерентност

Неколико фактора може проузроковати да вредност кохерентности буде мања од 1,0:

• Шум мерења: Контаминација улазног или излазног сигнала страним шумом.
• Нелинеарни системи: Кохерентност мери само *линеарни* однос. Ако је систем нелинеаран (нпр. због растреситости, пукотина или интеракција флуида и структуре), кохерентност ће бити ниска чак и ако постоји узрочно-последична веза.
• Временска кашњења: Значајно временско кашњење између улазних и излазних сигнала може смањити кохерентност.
• Остали неизмерени улази: Ако излаз изазива више од једног извора, а ви мерите само један од њих као улаз, кохерентност ће бити ниска.

Укратко, функција кохеренције је витални алат за контролу квалитета за напредна мерења вибрација, пружајући поверење у валидност FRF података и помажући у идентификацији путева преноса вибрација.

← Назад на главни индекс