FFT (брза Фуријеова трансформација) у анализи вибрација

Дефиниција: Шта је БФТ?

The Брза Фуријеова трансформација (FFT) је високо ефикасан математички алгоритам који се користи за трансформацију сигнала из временског домена у фреквентни домен. У анализи вибрација, то значи претварање сировог, сложеног временски таласни облик (график амплитуде вибрација у односу на време) у фреквентни спектар (график амплитуде вибрација у односу на фреквенцију). Ова трансформација је најважнији и најосновнији процес у модерној дијагностици машина.

Зашто је FFT неопходан за дијагностику?

Необрађени временски таласни облик машине у раду је сложена мешавина многих различитих вибрација које се дешавају истовремено. Готово је немогуће погледати овај сигнал и утврдити исправност машине. FFT се понаша као призма, раздвајајући овај сложени сигнал на његове појединачне фреквентне компоненте. Резултат је јасан, практичан графикон који аналитичару омогућава да види:

• Које фреквенције су присутне?
• Колика је енергија (амплитуда) на свакој фреквенцији?
• Каква је веза између ових фреквенција?

Пошто различити механички и електрични кварови (као што су неуравнотеженост, неусклађеност, дефекти лежајева и лабавост) генеришу вибрације на веома специфичним, предвидљивим фреквенцијама, FFT спектар пружа директан путоказ до узрока проблема.

Кључни параметри FFT анализе

Да би добио користан FFT спектар, аналитичар вибрација мора дефинисати неколико кључних параметара на сакупљачу података или софтверу:

1. Fmax (Максимална фреквенција)

Ово је највиша фреквенција која ће бити укључена у спектар. Мора бити подешена довољно високо да би се ухватио квар највише фреквенције који тражите (нпр. високофреквентни тонови зупчаника или лежајева).

2. Резолуција (Линије резолуције)

Ово одређује ниво детаља у спектру. Дефинисан је као број дискретних фреквентних „канти“ или тачака података које ће се израчунати преко Fmax. Већи број линија (нпр. 3200 или 6400) резултира бољом фреквентном резолуцијом, што значи могућност раздвајања две фреквенције вибрација које су веома близу једна другој. Висока резолуција је кључна за дијагностиковање фреквенција откуцаја или анализу бочних опсега у анализи мењача.

3. Усредњавање

Пошто вибрације машине могу да флуктуирају, један „снимак“ FFT-а може бити обмањујући. Усредњавање подразумева добијање више FFT-ова у брзом низу, а затим њихово заједничко усредњавање. Овај процес смањује случајну буку и пружа много стабилнији, поновљивији и репрезентативнији спектар стварног стања машине.

4. Прозори

Функција прозора (као што је Ханингова) је математичко пондерисање које се примењује на податке о временском таласном облику пре него што се израчуна БФФ. То је техника обраде сигнала која се користи за минимизирање грешке назване „спектрално цурење“, осигуравајући да су амплитуда и фреквенција сигнала у спектру што је могуће тачније.

Тумачење FFT спектра

Обучени аналитичар тумачи FFT спектар тражећи карактеристичне обрасце:

• Велики врх на 1x брзина трчања указује неравнотежа.
• Велики врх на 2 пута већа брзина трчања често указује на неусклађеност.
• Низ хармоници (врхови на 1x, 2x, 3x, 4x, итд.) је класичан знак механичке лабавости.
• Високофреквентни врх са бочне траке размак на брзини рада је знак квара мењача или лежаја.
• Подигнути „под“ широкопојасне буке може указивати на кавитацију у пумпи или трење.

Поређењем тренутног FFT спектра са основним нивоом узетим када је машина била исправна, аналитичари могу лако уочити промене и дијагностиковати проблеме у развоју много пре него што постану критични кварови.

← Назад на главни индекс