அதிர்வ பகுப்பாய்வில் FFT (விரைவு ஃபூரியர் வரூபாக்கம்)
The வேகமான ஃபோரியர் உருமாற்றம் (FFT) ஒரு சமிக்ஞையை காலக் களம் (time domain) இலிருந்து அதிர்வெண் களம் (frequency domain) ஆக மாற்றும் மிக திறமையான கணித வழிமுறை ஆகும். இல் vibration analysis இது ஒரு மூல, சிக்கலான time waveform — காலத்திற்கு எதிரான நிலைமாற்றிய அதிர்வ வீச்சு (amplitude) — ஒரு அதிர்வெண் நிலை, அதிர்வெண்ணுக்கு எதிரான வீச்சு (amplitude). இந்த ஒரு மாற்றம் நவீன இயந்திர நோயறிதலில் மிக முக்கியமான மற்றும் அடிப்படையான செயல்முறை ஆகும்; இதன்றி, ஒரு அதிர்வ சமிக்ஞை ஓர் அப்புறப்பட்ட எழுத்தாக இருந்து வெறுமனே படிக்க இயலாதது.
1. வரையறை: FFT என்றால் என்ன?
FFT ஒரு அளவீடல்ல, மாறாக ஒரு கணக்கீடு. இது தனி ஃபூரியர் உருமாற்றத்தின் வேக மாதிரியாகும், கணித சமச்சீர்மையை பயன்படுத்தி மில்லிசெகண்டில் செய்ய முடியும், இல்லையெனில் நீண்ட நேரம் எடுக்கும், அதனால்தான் இது கைபிடி கருவியில் நேரலையில் இயங்க முடியும். இதன் அடிப்படை, ஃபூரியரால் வரையறுக்கப்பட்டது, எந்தவொரு சிக்கலான பருவகால சமிக்ஞையும் வெவ்வேறு அதிர்வெண்கள் மற்றும் வீச்சுக்கள் கொண்ட எளிய சைன் அலைகளின் கூட்டாக மீண்டும் உருவாக்க முடியும் என்பது. FFT அந்த கருத்தை தலைகீழாக இயக்குகிறது: ஒரு சிக்கலான அலைவடிவைக் கொடுங்கள், இது அதன் பக்கத்து சைன் அலைகளின் பட்டியலை திருப்பி அளிக்கிறது.
2. நோய் நির்ணயத்திற்கு FFT ஏன் அপரிহார்யமாகும்
இயங்கும் இயந்திரத்திலிருந்து ஒரு பச்சையான நேர அலைவடிவம் ஒரே நேரத்தில் நிகழும் பல அதிர்வுகளின் குழப்பம், மற்றும் அந்த சுவடலையிலிருந்து கண்ணால் ஒரு இயந்திரத்தின் ஆரோக்கியத்தை நிர்ணயிக்க கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது. FFT ஒரு பிரிஸ்ம போல செயல்படுத்து, சிக்கலான சமிக்ஞையை அதன் தனித்தனி அதிர்வெண் கூறுகளாகப் பிரிக்கிறது. முடிவு ஒரு தெளிவான, செயல்படுத்தக்கூடிய விளக்கப் பட்டம் ஆகும், இது ஒரு பகுப்பாளிக்கு பார்ப்பான் அனுமতி பாறுமாம:
- எந்த அதிர்வெண்கள் உள்ளன?
- ஒவ்வொரு அதிர்வெண்ணில் எவ்வளவு ஆற்றல் (வீச்சு) உள்ளது?
- அந்த அதிர்வெண்களுக்கு இடையிலான உறவு என்ன — ஹாரணிகங்கள், பக்கப்பட்டைகள் மற்றும் இதுபோன்றவை?
வெவ்வேறு இயந்திர மற்றும் மின் நோயுகள் — unbalance, misalignment, தாங்கு குறைபாடுகள், and looseness — ஒவ்வொன்றும் மிகவும் குறிப்பிட்ட, முன்கூட்டியே கணிக்கக்கூடிய அதிர்வெண்களில் அதிர்வை உற்பத்தி செய்கிறது, ஸ்பெக்ட்ரம் சிக்கலின் மூல காரணத்திற்கு ஒரு நேரடி வரைபடமாக கொடுக்கிறது. இந்த அதிர்வெண் களத்தின் பார்வை அனைத்தின் அடிப்படை ஆகும் நிறமாலை பகுப்பாய்வு.
3. FFT பகுப்பாய்வின் முக்கிய அளவுருக்கள்
ஒரு பயனுள்ள ஸ்பெக்ட்ரம் பெற, ஒரு பகுப்பாளர் தரவு சேகரிப்பு அல்லது மென்பொருளில் பல அளவுருக்களை அமைக்க வேண்டும். அவற்றை தவறாக அமைத்தால் ஒரு உண்மையான நோய் தவறவிடப்படலாம்; அவற்றை சரியாக அமைத்தால் இது தெளிவாக நிற்கிறது.
Fmax (அதிகபட்ச அதிர்வெண்)
ஸ்பெக்ட்ரத்தில் சேர்க்கப்படும் உச்ச அதிர்வெண். அறிக்கையிடப்பட வட்டம் ஆக உச்ச-அதிர்வெண் பிரதிபலாவல கூறில் பிடிக்க போதுமான அளவு உயர்ந்திருக்க வேண்டும் — gear mesh அல்லது தாங்கு அதிர்வெண்கள், உதாரணமாக — ஆனால் அதன் குறை-அதிர்வெண் விவரம் வீணாகாத அளவு உயர்ந்திருக்கக்கூடாது. தடுக்க aliasing, கருவிகள் ஒரு எதிர்-புனையமைவு குறைந்த-பாஸ் வடிப்பு FFT கணக்கிடப்படுவதற்கு முன் மாதிரிப் பாடும் விகிதத்திற்குக் கீழ் பயன்படுத்தும்.
தெளிவுத்தன்மை (தெளிவுத்தன்மை வரிகள்)
இது விவரம் நிலையை அமைக்கிறது — Fmax முழுவதும் கணக்கிடப்பட்ட தனித்தனி அதிர்வெண் "bins" கோசோனமாக. கூட வரிகள் (3,200 அல்லது 6,400, சொல்லுங்கள்) நல்ல தெளிவுத்தன்மை கொடுக்கிறது, அர்த்தம் ஒன்றாக இருக்கும் இரண்டு அதிர்வெண்களைப் பிரிக்க பெரிய திறன். உச்ச தெளிவுத்தன்மை வெளிப்பாட்ட அதிர்வெண்களை வேறுபடுத்த அல்லது கிட்ட-இடைவெளிக்கப்பட்ட sidebands கியர்பாக்ஸ் பகுப்பாய்வில் தீர்க்க கிடைக்கிறது. bin அகலம் Fmax ஆல் வகுக்கப்பட்ட வரிகளின் எண்ணிக்கையிலிருந்து சமம் என்பதால், span மற்றும் விவரத்திற்கு இடையிலே எப்போதும் ஒரு பரிமாற்றம் உள்ளது; ஒரு FFT தெளிவுத்திறன் கணக்கிடுபொறி பின்னர் விளக்கப்பட்டம் முடிவு bin அகலம் மற்றும் எந்த அமைப்பிற்குமான பெற்றுக் கொள்ளும் நேரத்தைக் காட்டுகிறது, மற்றும் ஒரு Zoom FFT கூட மிக நுணுக்கமான பிரிப்பு தேவைப்பட்டாலும் அனைத்து கிடைக்கக்கூடிய வரிகளைச் சுருக்கிய ஒரு ப்যান்டுக்குள் குவிப்பது முடியும்.
Averaging
கணினி அதிர்வு ஏற்ற இறக்கம் அடைவதால், ஒரு ஒক்கையான FFT ஸ்ராப்ஸோட் தவறாக வழிநடத்தக்கூடும். சராசரியாக்கம் சில FFT கள் விரைந்த வரிசையில் பெறப்படுகிறது மற்றும் அவை சேர்க்கப்படுகின்றன, சீரற்ற சத்தம் அடக்கப்பட்டு மிகவும் நிலையான, மீண்டும் செய்யக்கூடிய நிறமாला பெறப்படுகிறது, இது கணினியின் நிலையை உண்மையாகப் பிரதிநிதித்துக்கொள்கிறது.
Windowing
A சாளர சார்பு — பொதுவாக Hanning window — மாற்றத்திற்கு முன் நேர தரவுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு கணிதப் பெரும்பாளாகும். இது பின்வருவனவற்றால் அழைக்கப்படும் பிழையை குறைக்கிறது நிறமாலை கசிவு, இது வேறுவிதமாக ஒரு கூர்மையான உச்சமுனையை அண்டைத்தரண்களுக்கு ஆக்கிரமிக்கும் மற்றும் அதன் வீச்சு மற்றும் அதன் வெளிப்படையான அதிர்வெண் இரண்டையும் கெடுக்கும்.
4. FFT நிறமாலை விளக்குதல்
பயிற்றுவிக்கப்பட்ட ஆய்வாளர் சிறப்பியல்புறிய வடிவங்களை அங்கீகரிப்பதன் மூலம் நிறமாலையைப் படிக்கிறார்:
- கணிசமான உச்சமுனையை 1× running speed சமநிலைக் குறைபாட்டைக் குறிக்கிறது.
- கணிசமான உச்சமுனையை 2× இயங்கும் வேகம் பெரும்பாலும் பொறுதிப் பிசகைக்கு சுட்டிக்காட்டுகிறது.
- நீண்ட தொடர்ச்சியான harmonics (1×, 2×, 3×, 4×…) என்பது இயந்திர தளர்வின் உன்னதமான அறிகுறி.
- இயங்கும் வேகத்தில் இடைபட்ட பந்தங்களைக் கொண்ட உচ்சமுனை ஒரு கியர்பெட்டி அல்லது தாங்கு எறும்பு பிழையின் தெளிவான அறிகுறியாகும்.
- ஒரு உயர்த்தப்பட்ட "தரை" பருமணு சிறப்பியல்பை குறிக்கக்கூடும் cavitation ஒரு பம்பில் அல்லது பொது உராய்வில்।
தற்போதைய நிறமாலையை baseline கணினி ஆரோக்கியமாக இருந்தபோது பதிவுசெய்யப்பட்டவற்றுடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம், ஒரு ஆய்வாளர் மாற்றங்களைக் கண்டறிந்து வளர்ந்து வரும் சிக்கல்களை விமர্சன செயலிழப்புகளாக மாறுவதற்கு முன்பே கண்டறிய முடியும்.
5. நடைமுறை களவ அளவீட்டில் FFT
ஒரு சுமந்துவரக்கூடிய கருவியில் FFT இயந்திரத்திலிருந்து நேரடி accelerometer signal. The Balanset-1A, ஒரு இரண்டு-சேனல் களக் பகுப்பாய்வுக்கருவி, நேர அலைவடிவைப் பிடித்து பதிவுசெய்கிறது மற்றும் தோராயமாக 5 Hz இலிருந்து 1000 Hz வரை அதன் நிறமாலையைக் காட்டுகிறது, இதனால் ஒரு பொறியாளர் இயங்கும் வேக உச்சமுனை, அதன் ஹாரிமோனிக்குகள் மற்றும் கணினியில் எந்த தாங்கு எறும்பு அல்லது கியர் டோன்களையும் படிக்க முடியும். ஒருமுறை-ப்ரேவளூशன் டாச்சோமீட்டர் பருப்பு சேர்த்து, அதே தரவுசெட் கட்ட-அடிப்படையிலான சமநிலைப்படுத்தலுக்கு ஆதரவளிக்கிறது, அதே நேரம் order analysis மாறும் வேக இயந்திரங்களில் FFT ஐ ஓட்டும் வேக பன்மடங்குக்கு மீண்டும் குறிப்பிட முடியும் — ஸ்டாটிக் விளக்கப்படத்திலிருந்து FFT ஐ இன்-சைட் நির்ணய மற்றும் சமநிலைப்படுத்தல் பணிப்பாய்க்கின் என்ஜினாக மாற்றுகிறது.
