Vad är Auto-Spectrum? Enkanalig frekvensanalys • Bärbar balanseringsenhet, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer Vad är Auto-Spectrum? Enkanalig frekvensanalys • Bärbar balanseringsenhet, vibrationsanalysator "Balanset" för dynamisk balansering av krossar, fläktar, mulchers, skruvar på skördetröskor, axlar, centrifuger, turbiner och många andra rotorer

Vad är Auto-Spectrum? Enkanalig frekvensanalys

Publicerad av admin på

Förstå Auto-Spectrum

Definition: Vad är Auto-Spectrum?

Autospektrum (även kallat autospektrum, effektspektrum eller helt enkelt spektrum) är frekvensdomänrepresentationen av en enda vibration signal, som visar fördelningen av vibrationsenergi eller amplitud som en funktion av frekvensen. Den beräknas genom att ta Snabb Fouriertransform (FFT) av signalen och visar magnituden för varje frekvenskomponent. Termen "autospektrum" skiljer det från korsspektrum (som relaterar två olika signaler) och betonar att det är spektrumet för en signal med sig självt.

I praktiken är autospektrum vad de flesta helt enkelt kallar "spektrumet" eller "FFT-spektrum" – det är standardfrekvensanalysdisplayen i vibrationsanalysatorer som visar toppar vid obalans, lagerfelfrekvenser, kugghjulsnät och andra diagnostiska komponenter. Att förstå att detta tekniskt sett är ett autospektrum blir viktigt när man arbetar med flerkanalsanalys där korsspektra och andra korrelationsfunktioner spelar in.

Matematisk grund

Beräkningsmetoder

Direkt FFT

  • Beräkna FFT för tidssignal
  • Beräkna magnituden av varje komplex FFT-komponent
  • Visa magnitud kontra frekvens
  • Vanligast och enklast

Via autokorrelation

  • Beräkna autokorrelationsfunktionen för signalen
  • Ta FFT av autokorrelation
  • Resultatet är autospektrum (Wiener-Khinchins sats)
  • Matematiskt likvärdig men beräkningsmässigt annorlunda väg

Medelvärde

  • Flera autospektra beräknade från sekventiella tidsposter
  • Medelvärdesberäknat tillsammans för att minska brus och förbättra statistisk tillförlitlighet
  • Typiskt: 4–16 medelvärden för maskindiagnostik
  • Fler medelvärden för slumpmässig vibration (50-100+)

Egenskaper och kännetecken

Verkligt värderad

  • Autospektrum är alltid verkligt (ingen imaginär del)
  • Representerar endast magnitud, nej fas information
  • Fas förlorad i magnitudberäkning
  • Tillräcklig för de flesta enpunktsdiagnostikmetoder

Alltid positiv

  • Värden alltid ≥ 0 (magnitudkvadrat eller magnitud)
  • Kan inte ha negativa spektralvärden
  • Representerar energi eller kraft (inneboende positiv)

Symmetrisk (för verkliga signaler)

  • Autospektrum av verklig signal symmetrisk runt Nyquistfrekvensen
  • Negativa frekvenser speglar positiva frekvenser
  • Endast positiva frekvenser visas (innehåller all information)

Autospektrum inom maskindiagnostik

Standarddiagnosdisplay

  • Det som tekniker kallar "spektrumet" eller "FFT"“
  • Visar alla vibrationsfrekvenskomponenter
  • Toppar identifierade och matchade med feltyper
  • Primärt verktyg för feldiagnostik

Typiska egenskaper

  • 1× Topp: Obalans eller andra 1×-källor
  • 2× Topp: Feljustering eller glapp
  • Bäringsfrekvenser: BPFO, BPFI, BSF, FTF
  • Växelnät: Tandingreppsfrekvens
  • Elektrisk: 2× linjefrekvens (120/100 Hz)
  • Bullergolv: Bakgrundsnivå från slumpmässiga vibrationer och brus

Autospektrum kontra korsspektrum

Autospektrum (enkel kanal)

  • Spektrum för en signal
  • Visar frekvensinnehåll
  • Ingen fasinformation
  • Tillräcklig för de flesta diagnostikmetoder
  • Standard enkanalig FFT

Korsspektrum (två kanaler)

  • Sambandet mellan två signaler
  • Visar innehåll med vanliga frekvenser
  • Inkluderar fasförhållande
  • Används i överföringsfunktionsanalys, koherens
  • Kräver två synkroniserade kanaler

Medelvärdesberäkning av autospektra

Linjär medelvärdesberäkning

  • Aritmetiskt medelvärde av flera autospektra
  • Minskar slumpmässig brusvariation
  • Förbättrar uppskattningen av det verkliga spektrumet
  • Standard för maskinanalys

Exponentiell medelvärdesberäkning

  • Viktat medelvärde som ger mer vikt åt nya spektra
  • Användbart för att spåra förändrade förhållanden
  • Applikationer för realtidsövervakning

Peak Hold (Max Spectrum)

  • Varje frekvensfack innehåller ett maximalt värde
  • Fångar upp transienta komponenter
  • Användbart för analys av start/avstängning

Visningsformat

Linjär skala

  • Y-axel linjär (mm/s, m/s², etc.)
  • Lätt att läsa av absoluta värden
  • Små toppar kan vara osynliga om stora toppar finns
  • Vanligt för rutinanalys

Logaritmisk skala (dB)

  • Y-axeln i decibel (20 log (amplitud/referens))
  • Brett dynamiskt omfång synligt
  • Både små och stora toppar syns
  • Vanligt för forskning och detaljerad analys

Frekvensaxel

  • Linjär: Lika Hz-avstånd, standard för maskiner
  • Logaritmisk: Lika oktavavstånd, användbart för breda frekvensområden

Kvalitetsindikatorer

Spektral kvalitet

  • Rent spektrum: Tydliga toppar, lågt brusgolv
  • Bullrigt spektrum: Hög bakgrund, otydliga toppar
  • Medelvärdesberäkning: Förbättrar kvaliteten genom att minska buller
  • Resolution: Tillräckligt för att separera nära toppar

Överbelastningsindikatorer

  • Kontrollera om signalen överbelastas under insamling
  • Överbelastning skapar falska spektrala komponenter
  • Justera ingångsförstärkningen om överbelastning uppstår

Autospektrum är det grundläggande frekvensanalysverktyget inom vibrationsdiagnostik och representerar den enkanaliga FFT som tekniker använder dagligen för felidentifiering och tillståndsbedömning. Att förstå att "spektrumet" tekniskt sett är ett autospektrum, och hur det relaterar till korsspektra och andra spektralanalystekniker, ger grunden för avancerad flerkanalsanalys och omfattande maskindiagnostik.

← Tillbaka till huvudmenyn

Kategorier:
WhatsApp