సిగ్నల్ ఫిల్టరింగ్ను అర్థం చేసుకోవడం
సిగ్నల్ ఫిల్టరింగ్ అనేది ఒక కీలకమైన సిగ్నల్-ప్రాసెసింగ్ టెక్నిక్, ఇది ఉపయోగించబడుతుంది vibration analysis సిగ్నల్ నుండి అనవసర ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలను తొలగించడానికి లేదా ఆసక్తి ఉన్న నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీలను వేరుచేయడానికి. ఒక ఫిల్టర్ అనేది తప్పనిసరిగా ఒక ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ లేదా సాఫ్ట్వేర్ అల్గారిథమ్, ఇది నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీలను “పాస్” కావడానికి అనుమతిస్తుంది మరియు మిగతావాటిని నిరోధిస్తుంది లేదా తగ్గిస్తుంది. ఇది ఈ రంగంలోని నిశ్శబ్ద శ్రమాజీవులలో ఒకటి: ఫిల్టరింగ్ ప్రతి డిజిటల్ పరికరంలో నిరంతరం నడుస్తుంది వైబ్రేషన్ అనలైజర్ విశ్లేషించబడుతున్న డేటా శుభ్రంగా, ఖచ్చితంగా మరియు చేతిలో ఉన్న డయాగ్నొస్టిక్ పనికి సంబంధితంగా ఉందని నిర్ధారించుకోవడానికి.
1. నిర్వచనం: సిగ్నల్ ఫిల్టరింగ్ అంటే ఏమిటి?
ప్రతి ముడి వైబ్రేషన్ కొలత అనేది మీకు కావలసిన సిగ్నల్లు మరియు మీకు అవసరం లేని సిగ్నల్ల మిశ్రమం — సెన్సర్ నాయిస్, స్ట్రక్చరల్ రెసొనెన్స్లు, ఎలక్ట్రికల్ హమ్, మరియు ప్రస్తుత పనికి సంబంధం లేని ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధుల నుండి శక్తి. ఒక ఫిల్టర్ దాని ద్వారా నిర్వచించబడుతుంది కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ (అది అటెన్యుయేట్ చేయడం ప్రారంభించే స్థానం) మరియు దాని roll-off (ఆ స్థానానికి మించి అది ఎంత వేగంగా అటెన్యుయేట్ చేస్తుందో). ఫిల్టరింగ్ కళ అనేది ఒక సిగ్నల్ యొక్క డయాగ్నొస్టిక్ కంటెంట్ను పాస్ చేస్తూ దాన్ని అస్పష్టం చేసే అన్నింటినీ అణచివేయడంలో ఉంది. బాగా చేస్తే, అది అదృశ్యంగా ఉంటుంది; తప్పుగా చేస్తే, మీరు వేటాడుతున్న లోపాన్నే దాచిపెట్టవచ్చు.
2. వైబ్రేషన్ అనాలిసిస్లో సాధారణ ఫిల్టర్ రకాలు
సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్లో నాలుగు ప్రాథమిక ఫిల్టర్ రకాలు ఉపయోగించబడతాయి, మరియు ప్రతి ఒక్కటి అనలైజర్’స్ సిగ్నల్ చైన్లో నిర్దిష్ట పాత్ర పోషిస్తుంది:
- లో-పాస్ ఫిల్టర్: తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలను పాస్ కానిస్తుంది కానీ అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలను నిరోధిస్తుంది. సిగ్నల్ అటెన్యుయేట్ అవడం మొదలయ్యే ఫ్రీక్వెన్సీని కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అంటారు.
- హై-పాస్ ఫిల్టర్: లో-పాస్ ఫిల్టర్కు వ్యతిరేకం — ఇది అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలను పాస్ కానిస్తుంది మరియు తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీలను నిరోధిస్తుంది.
- బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్: నిర్దిష్ట బ్యాండ్ లేదా ఫ్రీక్వెన్సీల పరిధిని పాస్ కానిస్తుంది, తక్కువ మరియు అధిక ఫ్రీక్వెన్సీలు రెండింటినీ నిరోధిస్తుంది. ఇది వాస్తవంలో కలిసి పనిచేసే హై-పాస్ మరియు లో-పాస్ ఫిల్టర్.
- Band-Stop (or Notch) Filter: బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్కు వ్యతిరేకం — ఇది ఒక ఇరుకైన ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ను నిరోధిస్తుంది మరియు మిగతా అన్నింటినీ పాస్ కానిస్తుంది. మెయిన్స్-ఫ్రీక్వెన్సీ ఎలక్ట్రికల్ ఇంటర్ఫెరెన్స్ వంటి ఒక్క అవాంఛిత టోన్ను తిరస్కరించడానికి నాచ్ ఫిల్టర్ అనేది ఇష్టపడే సాధనం.
3. ఫిల్టరింగ్ యొక్క ముఖ్యమైన అనువర్తనాలు
వైబ్రేషన్ అనలైజర్లో ఫిల్టర్లు అనేక కీలకమైన మార్గాల్లో ఉపయోగించబడతాయి.
a) యాంటీ-అలియాసింగ్ ఫిల్టర్లు
ఇది వడపోత యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన అనువర్తనం అని చెప్పవచ్చు. యాంటీ-అలియాసింగ్ ఫిల్టర్ అనేది అనలాగ్ సిగ్నల్కు వర్తించే ఒక నిటారైన లో-పాస్ ఫిల్టర్ before దానిని డిజిటైజ్ చేస్తారు. దాని లక్ష్యం వినియోగదారు కొలత కోసం ఎంచుకున్న గరిష్ట పౌనఃపున్యం (Fmax) కంటే పైన ఉన్న అన్ని పౌనఃపున్య విషయాలను తొలగించడం.
ఇది నిరోధించడానికి అత్యావశ్యకం aliasing, డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్లో ఒక తీవ్రమైన లోపం, దీనిలో అధిక పౌనఃపున్యాలు “మడతపడి” తక్కువ పౌనఃపున్యాలుగా మారి మారువేషం ధరిస్తాయి, ఇది పూర్తిగా తప్పుడు spectrum మంచి డేటా నుండి కూడా. డేటా శాంపిల్ అయిన తర్వాత అలియాసింగ్ను రద్దు చేయడం సాధ్యం కాదు — నకిలీ శిఖరాలు నిజమైన వాటి నుండి వేరుచేయలేనివి — కాబట్టి యాంటీ-అలియాసింగ్ ఫిల్టర్ కన్వర్టర్కు ముందే అనలాగ్ డొమైన్లో పని చేయాలి. ఇది అన్ని డిజిటల్ వైబ్రేషన్ డేటా యొక్క సమగ్రతకు హామీ ఇచ్చే ఒకే ఒక భాగం.
బి) ఇంటిగ్రేషన్ మరియు డిఫరెన్సియేషన్
వైబ్రేషన్ అనేది త్వరణం, వేగం లేదా స్థానభ్రంశంగా కొలవబడుతుంది. ఒక accelerometer అత్యంత సాధారణ సెన్సార్ అయినప్పటికీ, ఒక విశ్లేషకుడు తరచుగా వేగం పరంగా డేటాను చూడాలనుకుంటాడు, దానికి సాధారణంగా విశ్లేషకుడు త్వరణం సిగ్నల్ను ఇంటిగ్రేట్ చేయాలి. ఇంటిగ్రేషన్ చాలా తక్కువ పౌనఃపున్య శబ్దాన్ని తీవ్రంగా వర్ధిల్లజేస్తుంది — సున్నా Hz వైపు నిటారుగా పెరిగే సుపరిచిత “స్కీ-స్లోప్”. హై-పాస్ ఫిల్టర్ ఇంటిగ్రేషన్కు ముందు ఈ శబ్దాన్ని తొలగించి శుభ్రమైన, ఉపయోగకరమైన వేగం లేదా స్థానభ్రంశ స్పెక్ట్రమ్ను రూపొందిస్తుంది. విలోమ చర్య, డిఫరెన్సియేషన్, వ్యతిరేక ధోరణిని కలిగి ఉంటుంది మరియు బదులుగా అధిక పౌనఃపున్య శబ్దాన్ని వర్ధిల్లజేస్తుంది.
c) ఎన్వలప్ అనాలిసిస్ (డిమాడ్యులేషన్)
ఎన్వలప్ విశ్లేషణ, గుర్తించడానికి ప్రాథమిక సాంకేతికత బేరింగ్ లోపాలు, వడపోతపై భారంగా ఆధారపడుతుంది. ప్రక్రియలో వీటిని కలిగి ఉంటుంది:
- Using a బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్ బేరింగ్ ఇంపాక్ట్ సిగ్నల్స్ — మరియు అవి రేకెత్తించే ఏదైనా స్ట్రక్చరల్ రెసొనెన్స్ — ఉన్న హై-ఫ్రీక్వెన్సీ బ్యాండ్ను వేరుచేయడానికి.
- ఈ ఫిల్టర్ చేసిన సిగ్నల్ను డీమాడ్యులేషన్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేసి ఇంపాక్ట్ల పునరావృత రేటు (“ఎన్వలప్”) వెలికితీయడం.
- బేరింగ్ లోప పౌనఃపున్యాలను గుర్తించడానికి ఈ ఎన్వలప్ సిగ్నల్ యొక్క స్పెక్ట్రమ్ను విశ్లేషించడం.
బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్ ఇక్కడ కీలకమైనది — అధిక-శక్తి, తక్కువ-పౌనఃపున్య సిగ్నల్స్ను తొలగించడానికి — రన్నింగ్ స్పీడ్లో అన్బ్యాలెన్స్ వంటివి — అవి ప్రమాదకరమైన పరిమాణానికి చేరుకునే ముందే చిన్న, తక్కువ-శక్తి బేరింగ్-లోప సిగ్నల్స్ను ముంచెత్తుతాయి.
d) డయాగ్నొస్టిక్ ఫిల్టరింగ్
విశ్లేషకులు డేటా సేకరించిన తర్వాత కూడా రోగనిర్ధారణకు సహాయపడేందుకు డిజిటల్ ఫిల్టర్లను వర్తింపజేయవచ్చు. ఉదాహరణకు, బ్యాండ్-పాస్ ఫిల్టర్ నిర్దిష్ట ఒక గేర్ మెష్ పౌనఃపున్యం చుట్టూ వైబ్రేషన్ను వేరుచేసి స్పష్టమైన చూపు పొందవచ్చు sidebands అభివృద్ధి చెందుతున్న గేర్ లోపాన్ని వెల్లడించే. ఆర్డర్-ట్రాకింగ్ ఫిల్టర్ వేరియబుల్-స్పీడ్ మెషీన్లపై సంబంధిత పని నిర్వహిస్తుంది, రన్నింగ్ స్పీడ్ మారుతున్నప్పుడు ఎంచుకున్న గుణకానికి లాక్ అవుతుంది.
4. ఫీల్డ్ బ్యాలెన్సింగ్లో వడపోత
వడపోత కేవలం రోగనిర్ధారణ సహాయం మాత్రమే కాదు — ఇది కీలకమైనది field balancing. రోటర్ను బ్యాలెన్స్ చేయడానికి, పరికరం ఖచ్చితంగా 1× రన్నింగ్ స్పీడ్లో వైబ్రేషన్ను వెలికితీసి మిగతా అన్నింటినీ తిరస్కరించాలి. ఒక పోర్టబుల్ రెండు-చానల్ విశ్లేషకుడు Balanset-1A సింక్రోనస్ ట్రాకింగ్ ఫిల్టర్ను ఉపయోగిస్తుంది, దాని నుండి ఒక్కో-విప్లవం పల్స్కు రిఫరెన్స్ చేయబడి tachometer, 1× ఆంప్లిట్యూడ్ మరియు కొలవడానికి phase విస్తృత-బ్యాండ్ నాయిజ్ అధికంగా ఉన్నప్పుడు కూడా స్పష్టంగా ఉంటుంది. ఆ ఫిల్టరింగ్ లేకుండా, correction weight లెక్కించడానికి అవసరమైన చిన్న, పునరావృత 1× వెక్టార్ చుట్టూ ఉన్న నాయిజ్లో కోల్పోయేది.
5. లోపాలు మరియు మంచి పద్ధతులు
- ఆధారాలను ఫిల్టర్ చేసి తొలగించడం: అతి కఠినమైన లో-పాస్ సెట్టింగ్ వల్ల bearing లోపాల తొలి లక్షణాలు ఉన్న అధిక-పౌనఃపున్య కంటెంట్ తొలగించబడుతుంది. మీరు వెతుకుతున్న లోపానికి సరిపోయేలా Fmax ఎంచుకోండి.
- దశ వక్రీభవనం: ఫిల్టర్లు వాటి కట్-ఆఫ్ దగ్గర సిగ్నల్ యొక్క phase ను మారుస్తాయి. phase ముఖ్యమైన చోట — balancing, orbit ప్లాట్లు — బాగా నిర్వహించబడిన, లీనియర్ phase రెస్పాన్స్ ఉన్న ఫిల్టర్ అవసరం.
- బ్యాండ్ను మర్చిపోవడం: envelope analysis లో, bearing శక్తిని మోసే resonance ను వదిలివేసే band-pass కేంద్రాన్ని ఎంచుకుంటే అది నిరుపయోగమైన ఫ్లాట్ envelope spectrum ను ఇస్తుంది.
