Разумевање Notch филтера
Дефиниција: Шта је Notch филтер?
Зарезни филтер (такође се назива филтер за заустављање опсега, филтер за одбацивање опсега или фреквентна замка) је фреквентно селективни елемент за обраду сигнала који снажно ослабљује вибрација компоненте унутар уског фреквентног опсега, док дозвољава свим фреквенцијама ван тог опсега да прођу у суштини непромењене. Филтер са зарезом је супротност филтеру пропусном опсегу: уместо да пропусти један опсег и блокира све остало, он блокира одређени опсег и пропушта све остало.
Зарезни филтери се користе у vibration analysis да се уклоне доминантне сметње (електрични шум од 60 Hz), елиминишу претерано јаке компоненте вибрација (веома висок 1× дисбаланс који маскира друге сигнале) или сузбију резонанције које заклањају дијагностичке информације. Они омогућавају “виђење око” доминантних фреквенција како би се откриле слабије, али дијагностички важне компоненте.
Карактеристике филтера
Централна (зарезна) фреквенција
- Фреквенција максималног слабљења
- Фреквенција се “изрезује”
- Подешено на одређене сметње или нежељену фреквенцију
- Атенуација је типично 40-60 dB у центру
Пропусни опсег зареза
- Уски зарез: Одбацује веома селективан фреквентни опсег (висок Q)
- Широки зарез: Одбацује шири фреквентни опсег (низак Q)
- Q-фактор: Централна фреквенција / пропусни опсег
- Типично: Q = 10-50 за вибрационе примене
Дубина слабљења
- Колико је фреквенција зареза смањена
- Типично 40-60 dB (смањење од 100-1000×)
- Филтери вишег реда пружају дубље зарезе
- Суседне фреквенције минимално погођене
Уобичајене примене
1. Уклањање електричних сметњи
Уклањање буке из далековода:
- 60 Hz Notch: Уклања електрични преузимач од 60 Hz у Северној Америци
- 50 Hz Notch: Уклања сметње од 50 Hz у Европи/Азији
- Хармоници: Додатни зарези на 120/180/240 Hz или 100/150/200 Hz
- Корист: Чишћи спектар који открива механичке вибрације
- Опрез: Не користити ако 2× фреквенција мреже (120/100 Hz) има дијагностичку вредност
2. Супресија доминантних компоненти
- Тешка неравнотежа: Изрежите огромну 1× да бисте видели остале компоненте
- Мрежа високе брзине: Уклоните доминантну мрежу зупчаника да бисте открили фреквенције лежајева
- Јака резонанција: Потисните структурну резонанцу да бисте видели побуђење
- сврха: Откријте маскиране дијагностичке информације
3. Елиминација резонанције сензора
- Уклоните артефакте резонанције монтаже сензора
- Зарез на резонантној фреквенцији монтаже (варира у зависности од начина монтаже)
- Осигурава да мерења представљају машину, а не сензор
4. Избегавање артефаката алијасинга
- Искључите одређене високе фреквенције пре смањења узорковања
- Спречава алијасинг познатих јаких компоненти
- Допуњује нископропусни филтер са анти-алијасингом
Разматрања дизајна
Избор ширине зареза
Уски зарез (високи Q)
- Предност: Хируршко уклањање једне фреквенције, минималан утицај на суседне
- Недостатак: Фреквенција мора бити прецизно позната и стабилна
- Пример: 60,0 Hz ± 0,5 Hz зарез за електричне сметње
Широки зарез (ниско Q)
- Предност: Снима варијације фреквенције, мање критично подешавање
- Недостатак: Може утицати на фреквенције које желите да задржите
- Пример: 1× ± 5 Hz за уклањање неравнотеже која варира са флуктуацијама брзине
Компромис између дубине и ширине
- Дубљи зарези (> 60 dB) често захтевају шири пропусни опсег
- Веома уски зарези можда неће постићи дубоко слабљење
- Оптимизујте на основу захтева апликације
Предности и ограничења
Предности
- Уклања доминантне фреквенције ометања
- Открива маскиране дијагностичке компоненте
- Побољшава коришћење динамичког опсега
- Омогућава фокусирање на слабије, али важне сигнале
Ограничења и мере предострожности
- Уклања информације: Садржај зарезне фреквенције трајно изгубљен
- Може сакрити проблеме: Ако засечена фреквенција има дијагностичку вредност, проблем се пропушта.
- Фазна дисторзија: Ноч филтери могу значајно утицати на фазу близу фреквенције зареза
- Звоњење: Оштри зарези могу створити артефакте у временском домену
- Користите опрезно: Требало би да допуњује, а не да замењује, нефилтрирану анализу
Најбоље праксе
Када користити Notch филтере
- Познате сметње (електрични шум) које заклањају мерења
- Доминантна компонента (озбиљан дисбаланс) спречава коришћење динамичког опсега
- Након нефилтриране анализе која потврђује да зарезана фреквенција није дијагностичка
- Да би се открили слаби сигнали за детаљно испитивање
Када НЕ користити
- Рутинска скрининг мерења (користити нефилтрирана за општу дијагностику)
- Када зарезна фреквенција има дијагностичку вредност
- Без претходног разумевања пуног нефилтрираног спектра
- Као замена за фиксирање стварног извора сметњи
Документација
- Увек документујте када се користи зарезни филтер
- Рекордна фреквенција и пропусни опсег
- Задржите нефилтриране податке за референцу
- Обратите пажњу на разлог за филтрирање удубљењем
Имплементација
Хардверски филтери за зарез
- Фиксна фреквенција (обично 50 или 60 Hz)
- Укључује се/искључује по потреби
- Аналогно коло у инструменту
- Рад у реалном времену
Софтверски Notch филтери
- Примењено на дигитализоване податке
- Подесива централна фреквенција и пропусни опсег
- Може тестирати различите параметре зареза
- Недеструктивно (сачувани оригинални подаци)
Зарезни филтери су специјализовани алати за обраду сигнала који селективно уклањају уске фреквентне опсеге из вибрационих сигнала. Иако су моћни за елиминисање сметњи и откривање маскираних компоненти, зарезни филтери се морају користити разумно уз потпуно разумевање тога које информације се одбацују, осигуравајући да зарезне фреквенције не садрже важан дијагностички садржај.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 