FFT (табдили зуди Фурйе) дар таҳлили ларзиш
Табдили зуди Фурйе (FFT) алгоритми математикӣ бо самаранокии хеле баланд аст, ки сигналиро аз соҳаи вақт ба соҳаи басомад табдил медиҳад. Дар таҳлили ларзиш он як шакли мавҷи вақтӣ — амплитудаи ларзиш, ки нисбат ба вақт кашида шудааст — -ро ба спектри басомад, амплитудае, ки нисбат ба басомад кашида шудааст. Ин ягона табдилдиҳӣ муҳимтарин ва асоситарин раванд дар диагностикаи муосири таҷҳизот аст; бе он, сигнали ларзиш аз як хатти нохондапазир фарқ надорад.
1. Таъриф: FFT чист?
FFT ченкунӣ нест, балки ҳисобкунӣ аст. Он иҷроиши тези Табдили Дискретии Фурье мебошад, ки аз симметрияҳои математикӣ истифода бурда, дар давоми миллисонияҳо кореро иҷро мекунад, ки дар ҳолати дигар хеле тӯлонӣ мегирифт, бинобар ин он метавонад дар асбоби дастӣ дар режими зинда кор кунад. Пешниҳоди он, ки ба Фурье тааллуқ дорад, ин аст, ки ҳар гуна сигнали даврагии мураккабро метавон ҳамчун ҷамъи мавҷҳои синусии содда дар басомадҳо ва амплитудаҳои гуногун барқарор кард. FFT ин идеяро баръакс иҷро мекунад: ба он як мавҷи пурҷанба диҳед ва он рӯйхати мавҷҳои синусие, ки аз онҳо сохта шудааст,ро бармегардонад.
2. Чаро FFT барои диагностика муҳим аст
Мавҷи вақтии хом аз як таҷҳизоти коркунанда омехтаи бисёр ларзишҳое аст, ки ҳамзамон рух медиҳанд, ва қариб ғайриимкон аст, ки саломатии таҷҳизотро аз рӯи он изҳороти визуалӣ баҳо диҳед. FFT мисли призма амал карда, сигнали мураккабро ба ҷузъҳои басомадии алоҳидаи он ҷудо мекунад. Натиҷа як графики равшан ва амалӣ аст, ки ба таҳлилчӣ имкон медиҳад бубинад:
- Кадом басомадҳо мавҷуданд?
- Чӣ қадар энергия (амплитуда) дар ҳар як басомад ҷойгир аст?
- Алоқаи байни ин басомадҳо чӣ гуна аст — гармоникаҳо, минтақаҳои паҳлӯӣ ва ғайра?
Азбаски нуқсонҳои гуногуни механикӣ ва электрикӣ — номувозинатӣ, носамтии меҳварҳо, нуқсонҳои подшипник, ва сустӣ — ҳар кадом ларзишро дар басомадҳои хеле мушаххас ва пешгӯӣшаванда ба вуҷуд меоранд, спектр харитаи роҳи мустақим ба сабаби аслии мушкилотро таъмин мекунад. Ин нуқтаи назари соҳаи басомад асоси ҳамаи таҳлили спектралӣ.
3. Параметрҳои асосии таҳлили FFT
Барои гирифтани спектри муфид, таҳлилчӣ чанд параметрро дар ҷамъовари маълумот ё нармафзор танзим мекунад. Агар онҳоро нодуруст танзим кунед, нуқсони воқеӣ метавонад аз назар гузарад; агар дуруст танзим кунед, он равшан намоён мешавад.
Fmax (Басомади максималӣ)
Баландтарин басомаде, ки дар спектр дохил шудааст. Он бояд ба қадри кофӣ баланд танзим шавад, то нуқсони баландбасомади марбут — баландбасомад шахсиши шестерняҳо ё овозҳои подшипник, масалан — -ро ба қайд гирад, аммо на он қадар баланд, ки тафсилоти пастбасомад беҳуда сарф шавад. Барои пешгирии алиасинг, асбобҳо пеш аз ҳисоб кардани FFT филтри пастгузар -ро дар зери суръати намунагирӣ татбиқ мекунанд.
Ҳалли басомад (Хатҳои ҳалли басомад)
Ин сатҳи тафсилотро муайян мекунад — шумораи «сабадҳои» басомадии дискретие, ки дар тӯли Fmax ҳисоб карда мешаванд. Хатҳои бештар (масалан, 3,200 ё 6,400) ҳалли дақиқтарро медиҳанд, яъне қобилияти бештари ҷудо кардани ду басомаде, ки наздик ба ҳам ҷойгиранд. Ҳалли баланд барои фарқ кардани басомадҳои зарба ё ҳалли бандҳои паҳлӯӣ дар таҳлили гурибобок муҳим аст. Азбаски паҳнои сабад ба Fmax тақсим бар шумораи хатҳо баробар аст, ҳамеша мувозинат байни доира ва тафсилот вуҷуд дорад; як Калкулятори ҳалли FFT паҳнои сабади ҳосилшуда ва вақти гирифтани маълумотро барои ҳар гуна танзим нишон медиҳад, ва як Бузургкунии FFT метавонад ҳамаи хатҳои дастрасро дар як минтақаи танг ҷамъ орад, вақте ки ҷудокунии дақиқтар лозим аст.
Миёнагирӣ
Азбаски ларзиши таҷҳизот тағйир меёбад, як акси FFT метавонад фиреб диҳад. Миёнагири чанд FFT-ро дар пайи ҳам ба таври зуд гирифта, онҳоро муттаҳид мекунад, садои тасодуфиро коҳиш дода ва спектри устувортар ва такроршавандаро ба вуҷуд меорад, ки воқеан вазъияти таҷҳизотро ифода мекунад.
Равзанабандӣ
А функсияи равзана — аксар вақт равзанаи Ҳаннинг — вазни математикӣ аст, ки пеш аз табдил ба маълумоти вақт татбиқ мешавад. Он хатое, ки ихроҷи спектралӣ, -ро ба ҳадди ақал мерасонад, ки дар сурати дигар қуллаи тезро дар сабадҳои ҳамсоя паҳн карда, ҳам амплитуда ва ҳам басомади зоҳирии онро вайрон мекард.
4. Тафсири спектри FFT
Таҳлилчии омӯзонидашуда спектро тавассути шинохтани намунаҳои хос мехонад:
- Қуллаи калон дар 1× суръати гардиш номувозинатиро нишон медиҳад.
- Қуллаи калон дар 2× суръати корӣ аксар вақт ба носамтии меҳварҳо ишора мекунад.
- Силсилаи дароз гармоникаҳо (1×, 2×, 3×, 4×…) аломати классикии шиддати механикӣ аст.
- Қуллаи баландбасомаде, ки минтақаҳои паҳлӯие, ки бо суръати корӣ ҷудо шудаанд, дорад, аломати равшани нуқсони гурибобок ё подшипник аст.
- Баландшавии «заминаи» садои васеибандӣ метавонад кавитатсия -ро дар насос ё соиши умумӣ нишон диҳад.
Бо муқоисаи спектри ҷорӣ бо қимати ибтидоӣ (базавӣ) , ки вақте таҷҳизот солим буд, сабт шудааст, таҳлилчӣ метавонад тағйиротро мушоҳида карда ва мушкилоти рушдёбандаро дароз пеш аз он ки ба вайроншавии ҷиддӣ табдил ёбанд, ташхис кунад.
5. FFT дар ченкунии амалии майдонӣ
Дар асбоби дастӣ FFT дар ҷой аз акселерометр сигнал ҳисоб карда мешавад. Ин Balanset-1A, таҳлилчии майдонии ду-канала, мавҷи вақтиро ба қайд гирифта ва спектри онро тақрибан аз 5 Hz то 1000 Hz нишон медиҳад, то муҳандис метавонад қуллаи суръати корӣ, гармоникаҳои он ва ҳар гуна овозҳои подшипник ё шестерняро дар таҷҳизот хонад. Бо пайваст кардан ба импулси тахометрии як маротиба дар як гардиш, ҳамон маҷмӯи маълумотҳо мувозинаткуниро дар асоси фаза дастгирӣ мекунад, дар ҳоле ки таҳлили тартибӣ метавонад спектро нисбат ба зарбҳои суръати корӣ дар таҷҳизоти суръати тағйирёбанда аз нав ишора кунад — FFT-ро аз як графики статикӣ ба муҳаррики раванди диагностика ва мувозинаткунии дар ҷои кор табдил медиҳад.
