Графики обшорӣ (Waterfall Plot) чист?
А графики шаршара, ки инчунин диаграммаи каскадӣ, графики сеандоза аст, ки нишон медиҳад, ки чӣ гуна ларзиш спектри басомадҳо дар тӯли вақт ё нисбат ба тағйирёбандаи дигар — одатан суръати мошин — тағйир меёбад. Он бо рӯйҳамгузоштани як қатор FFT спектрҳои инфиродӣ пас аз якдигар сохта мешавад, ки сатҳи 3D-ро ташкил медиҳад, ки ба варақаи обшорӣ монанд аст. Ин тасвири ягона имкон медиҳад, ки таҳлилгар ҳар як ҷузъи ларзишро вақте ки шароити кории мошин тағйир меёбад, афзоиш ёфтан, хурд шудан, пайдо шудан ё ғайб заданашро мушоҳида кунад, ки чизи як спектри статикӣ ҳеҷ гоҳ ошкор карда наметавонад.
1. Таъриф: Се меҳвари графики обшорӣ
Қудрати диаграммаи каскадӣ дар илова кардани андозаи сеюм ба спектри ду меҳварии маълум аст. FFT-и оддӣ амплитуда аз рӯи басомад ро барои як лаҳза сабт мекунад; графики обшорӣ вақт ё суръатро ҳамчун меҳвари сеюм илова мекунад, то ки тамоми пайдарпаии спектрҳо дар як нигоҳ хонда шаванд.
- Меҳвари X — Басомад: мундариҷаи спектрӣ, дар Hz ё, вақте ки пайгирии тартибҳо истифода мешавад, дар тартибҳои суръати гардиш.
- Меҳвари Y — Амплитуда: бузургии ҳар як ҷузъи спектрӣ, дар суръат, шитоб ё ҷойивазкунӣ.
- Меҳвари Z — Вақт ё RPM: тағйирёбандае, ки дар тӯли он спектрҳо рӯйҳамгузошта мешаванд. Суръат (RPM) бештар аз ҳама маъмул ва аз ҷиҳати ташхисӣ муфидтарин аст.
Хешованди наздик графики каскадӣ аст ва ин истилоҳҳо аксар вақт ҳамчун синонимҳо қабул карда мешаванд; баъзе таҳлилгарон «обшорӣ»-ро барои рӯйҳамгузоштани асосёфта ба вақт ва «каскадӣ»-ро барои асосёфта ба суръат нигоҳ медоранд, аммо намоиши асосӣ якхела аст.
2. Татбиқи асосӣ: Санҷиши суръатгирӣ ва сустшавии озод
Муҳимтарин истифодаи графики обшорӣ таҳлили ларзиши дар давоми оғози кории мошин (суръатгирӣ то суръати корӣ) ё хомӯшшавӣ (сустшавии озод (пас аз хомӯшкунӣ)) сабтшуда мебошад. Дар ин ҳодисаҳои гузаришӣ суръат тамоми диапазони корро мегузарад ва графики обшорӣ харитаи пурраи ҷавоби динамикии мошинро дар ин диапазон мекашад. Ба ҷои тахмин задан, ки ротор дар суръатҳои миёна чӣ гуна рафтор мекунад, таҳлилгар ҳар як суръатро дар як сатҳ мушоҳида мекунад.
Ин графикиро барои якчанд вазифаҳо ногузир мекунад:
- Муайян кардани суръатҳои критикӣ ва резонансҳо: a резонанс ҳамчун кӯҳсор пайдо мешавад, ки дар басомади собит бе вобастагӣ аз суръат мемонад. Вақте ки тартибҳои суръати гардиш (1×, 2×, …) аз ин басомади собит мегузаранд, амплитудаи онҳо ба таври тез меафзояд, ки суръати критикӣ ро дар нуқтаи буриш нишон медиҳад.
- Ҷудо кардани ларзиши маҷбурӣ аз резонанс: график қуллаҳои вобаста ба суръатро — ларзишҳои маҷбурӣ монанди номувозинатӣ ки хатҳои тартибиро пайгирӣ мекунанд — аз қуллаҳои басомади собит (резонансҳо), ки кӯҳсори ростро дар тӯли меҳвари суръат ташкил медиҳанд, равшан ҷудо мекунад.
- Мушоҳидаи тағйирот дар устувории ротор: он суръатеро ошкор мекунад, ки дар он ноустувории зерсинхронӣ, ба монанди гирдоби равғанӣ ва whip пайдо ва ғайб мезанад, ки барои ҳар гуна динамикаи ротор таҳқиқот марказӣ аст.
3. Чӣ гуна графики обшорӣ тафсир карда шавад
Хондани диаграммаи каскадӣ ба шинохтани ду оилаи кӯҳсорҳо ва чӣ гуна таъсири мутақобилаи онҳо вобаста аст.
Хатҳои тартибӣ (кӯҳсорҳои диагоналӣ)
Ин кӯҳсорҳо бевосита ба суръати гардиши мошин пайвастанд ва ҳамин тавр ҳамчун хатҳои диагоналӣ пайдо мешаванд, ки бо афзоиши суръат дар басомад меафзоянд.
- Диагонали барҷастатарин одатан тартиби 1-ум (1×) аст, ки ҷавоб ба номувозинатии ротор ва суръати корӣ ҷузъ.
- Диагоналҳои иловагӣ дар тартиби 2-юм (2×) — ки аксар вақт ба носамтии меҳварҳо пайваст аст — ва дар гармоникаҳои баландтар пайдо мешаванд, ки ҳар кадом зарби собити суръат мебошанд.
Резонансҳо (кӯҳсорҳои уфуқӣ)
Ин кӯҳсорҳо дар басомади доимӣ ҷойгиранд, ки аз суръат вобаста нестанд, бинобар ин онҳо дар тӯли график ба таври уфуқӣ мегузаранд. Онҳо басомадҳои хусусӣ.
- Дар ҷое ки хати тартиб (масалан, ҷавоби номувозинатии 1×) хати резонансро бурида мегузарад, амплитуда ба таври тез афзоиш ёфта, дар як суръати муайян қуллаи калонро ташкил медиҳад.
- Ин суръат суръати критикии система мебошад ва миқдори афзоиш дар нуқтаи буриш нишон медиҳад, ки чӣ қадар хомӯшкунӣ система дорад.
4. Гирифтани маълумот: Пайгирии тартиб ва тахометр
Барои сохтани графики обшорӣ (waterfall plot)-и равшан, маълумот одатан бо пайгирии тартиб (order tracking) гирифта мешавад. Ин талаб мекунад, ки тахометр импулс вуҷуд дошта бошад, то ки ҳар як спектр ба кунҷи навард синхрон карда шавад ва хатҳои спектрӣ ҳангоми тағйирёбии суръат байни намунаҳо дар байни бинҳо (bins) “пахш” нашаванд. Бе ин фаза референс, спектрҳои гузаришӣ хира мешаванд ва хатҳои тартиб шакли худро аз даст медиҳанд. Гарчанде ки графики обшорӣ метавонад нисбат ба меҳвари басомади собит кашида шавад, як обшории асосёфта ба тартиб — бо тартибҳо ба ҷои Hz дар меҳвари X — хатҳои тартибро комилан амудӣ нигоҳ медорад ва одатан дар мошинҳои суръати тағйирёбанда хонданаш осонтар аст.
Дар майдон, ҳамон асбобе, ки спектрҳоро сабт мекунад, одатан референси суръатро таъмин мекунад. Як таҳлилгари ду-каналаи мобилӣ, ба монанди Balanset-1A, ки бо тахометри лазерии оптикии худ, ки аз рӯи як порчаи навори инъикоскунанда фаъол мешавад, спектрҳои синхроншуда ва амплитуда-фазаи 1×-ро тавассути суръатгирӣ (run-up) ё сустшавии озод (coast-down) сабт мекунад — маводи хом, ки аз он диаграммаи каскадӣ ҷамъоварӣ мешавад. Азбаски ченкунӣ дар подшипникҳои худи мошин дар суръати корӣ гирифта мешавад, графики ҳосилшуда рафтори воқеии насбшудаи роторро инъикос мекунад.
5. Графикҳои марбут ба суръатгирӣ / сустшавии озод
Ҳамон маҷмӯи маълумоти гузаришӣ ба чанд намоиши иловагӣ ғизо медиҳад ва таҳлилгарони таҷрибадор озона байни онҳо ҳаракат мекунанд:
- диаграммаи Боде: амплитуда ва фазаи як тартиби ягона, ки нисбат ба суръат дар меҳварҳои Декартӣ кашида шудааст — барои хондани дақиқи RPM-и қулла мувофиқ аст.
- Графики Найквист: хати воқеӣ-хаёлии вектори як тартиб, ки дар ҳар як суръати критикӣ ҳалқа ташкил медиҳад.
- диаграммаи Кэмпбелл: харитаи басомад-суръати марбут, ки хатҳои тартибро болои хатҳои басомади хусусӣ мегузорад, то интерференсияҳоро пешгӯӣ кунад.
Дар ҳоле ки графикҳои Боде ва Найквист ба як тартиб дар як вақт диққат медиҳанд, графики обшорӣ пурра спектро дар ҳар як суръат дар назар нигоҳ медорад. Ин васеӣ айнан сабаби он аст, ки он ҳамчун асбоби ногузир барои таҳлили амиқи ротодинамикӣ боқӣ мемонад, тасвири пурраи рафтори мошинро дар тамоми диапазони кориаш медиҳад.
