Tidsvågformen: Grunden för vibrationsanalys

Definition: Vad är en tidsvågform?

Den tidsvågform (även känd som tidsdomänsignal) är den råa, obearbetade signalen från en vibrationsgivare, såsom en accelerometer eller närhetssond. Det är ett diagram som plottar vibrationens momentana amplitud på den vertikala (Y) axeln mot tiden på den horisontella (X) axeln. Det är en direkt representation av maskinens fysiska fram-och-tillbaka-rörelse vid sensorplatsen under en kort period.

Tidsvågformens roll i diagnostik

Medan frekvensspektrum (FFT) är det primära verktyget för att diagnostisera de flesta maskinfel i stationärt tillstånd, men tidsvågformen är ett oumbärligt och kompletterande verktyg. FFT beräknar frekvensinnehållet *medelvärdet* över provtiden. Genom att göra det kan den ibland dölja kortvariga, övergående eller icke-periodiska händelser. Tidsvågformen visar dock exakt vad som hände från ögonblick till ögonblick, vilket gör den överlägsen för analys av:

• Impulsiva händelser: Den visar tydligt skarpa stötar, vilka ofta är det första tecknet på lager- eller kugghjulsdefekter.
• Modulering och taktslag: Det klassiska upp-och-fall-mönstret för stryk syns tydligast i tidsvågformen.
• Tillfälliga händelser: Den kan fånga slumpmässiga, engångshändelser som skulle medelvärdesbildas i en FFT.
• Signalklippning: Den visar omedelbart om sensorsignalen har överskridit analysatorns ingångsområde, vilket skulle ogiltigförklara FFT:n.
• Gnuggningar: De skarpa, förvrängda signalerna från en rotorgnidning är ofta tydligast i vågformen.

En skicklig analytiker granskar alltid både spektrumet och tidsvågformen för att få en fullständig bild av maskinens tillstånd.

Hur man analyserar en tidsvågform

Att analysera en tidsvågform innebär att undersöka dess form och viktiga egenskaper.

1. Toppamplitud

Den maximala amplituden (toppen) i vågformen är ett direkt mått på den maximala kraften eller spänningen vid en händelse. En hög toppamplitud i en annars lågenergisignal är en stark indikator på stötar.

2. Övergripande form

En hälsosam, välbalanserad maskin har ofta en ren, sinusformad vågform vid driftsfrekvensen. Distorsioner i denna form indikerar närvaron av andra frekvenser eller krafter. Ett "tillplattat" eller "klippt" utseende är till exempel ett klassiskt tecken på mekanisk glapp där komponentens rörelse begränsas.

3. Repetitiva mönster och periodicitet

Genom att placera markörer på plotten kan en analytiker mäta tiden mellan upprepade händelser.

• Att mäta tiden mellan större toppar ger period av den grundläggande vibrationen, som kan inverteras för att hitta dess frekvens (Frekvens = 1 / Period).
• Att leta efter mindre, repetitiva stötar som "rider" på huvudvågformen kan hjälpa till att identifiera den exakta frekvensen av lager- eller kugghjulsfel.

4. Statistiska parametrar

Statistiska värden beräknade från tidsvågformen är kraftfulla diagnostiska indikatorer:

• RMS (rotmedelvärdeskvadrat): Mäter signalens totala energiinnehåll.
• Toppfaktor: Förhållandet mellan toppamplituden och RMS-värdet. En hög toppfaktor (>>3) indikerar förekomsten av stark påverkan.
• Kurtosis: Ett mått på signalens "topphet". Ett högt kurtosvärde är mycket känsligt för lagerfel i tidiga skeden.

Vågform kontra spektrum: Ett partnerskap

Tidsvågformen och frekvensspektrumet är två olika vyer av samma data, och de fungerar bäst tillsammans:

• Den spektrum utmärker sig på att separera flera, tätt placerade, stationära frekvenser.
• Den vågform utmärker sig på att visa den verkliga amplituden av effekter och naturen hos händelser som inte är i stationärt tillstånd.

Till exempel kan spektrumet visa ett förhöjt brusgolv, men vågformen kommer att avslöja att orsaken är en serie av upprepade stötar med låg amplitud från ett utvecklande lagerfel.

← Tillbaka till huvudmenyn