ความเข้าใจความสอดคล้อง

1. คำจำกัดความ: ความสอดคล้องคืออะไร?

ความสอดคล้องกัน (เรียกอีกอย่างว่า Coherence Function) เป็นเครื่องมือประมวลผลสัญญาณที่ใช้ใน vibration analysis เพื่อกำหนดคุณภาพและความถูกต้องของการวัด ค่านี้มีค่าระหว่าง 0 ถึง 1 ซึ่งบ่งชี้ว่าสัญญาณเอาต์พุตที่ความถี่หนึ่งๆ เกิดจากสัญญาณอินพุตโดยตรงมากน้อยเพียงใด

• ความสอดคล้องกันของ 1.0 ที่ความถี่เฉพาะหมายความว่ามีความสัมพันธ์เชิงเส้นที่สมบูรณ์แบบระหว่างสัญญาณทั้งสอง 100% ของเอาต์พุตที่ความถี่นั้นเกิดจากอินพุต
• ความสอดคล้องกันของ 0.5 หมายความว่าพลังงานของสัญญาณเอาต์พุต 50% ที่ความถี่นั้นเท่านั้นที่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับสัญญาณอินพุต ส่วนพลังงาน 50% ที่เหลือเกิดจากปัจจัยอื่นๆ เช่น สัญญาณรบกวน ความไม่เชิงเส้น หรือสัญญาณอินพุตอื่นๆ ที่ไม่ได้วัดค่า
• ความสอดคล้องกันของ 0.0 หมายความว่าไม่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงเลยระหว่างสัญญาณทั้งสองที่ความถี่นั้น

ความสอดคล้องกันจะถูกคำนวณโดยใช้ความหนาแน่นสเปกตรัมแบบไขว้กำลัง และต้องใช้เครื่องวิเคราะห์หลายช่องสัญญาณที่สามารถวัดสัญญาณสองสัญญาณพร้อมกันได้

2. การใช้หลักของความสอดคล้อง

ความสอดคล้องกันถูกใช้เป็นหลักในสองพื้นที่หลัก:

ก) การตรวจสอบความถูกต้อง ฟังก์ชันตอบสนองความถี่ (FRF) การวัด

นี่คือการใช้ความสอดคล้องกันที่พบได้บ่อยและสำคัญที่สุด เมื่อทำการทดสอบแรงกระแทก (หรือการทดสอบแบบ Bump Test) เพื่อวัดค่า FRF กราฟความสอดคล้องกันมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตัดสินคุณภาพของข้อมูล

• การวัดที่ดี: สำหรับค่า FRF ที่ถูกต้อง ค่าความสอดคล้องควรใกล้เคียงกับ 1.0 มากที่ความถี่ที่สอดคล้องกับจุดสูงสุดของการสั่นพ้อง หากค่าความสอดคล้องสูง (เช่น >0.95) จะทำให้นักวิเคราะห์มั่นใจว่าการตอบสนองที่วัดได้นั้นเกิดจากการกระแทกของค้อนจริง ๆ ไม่ใช่จากการสั่นสะเทือนพื้นหลังหรือสัญญาณรบกวนจากการวัด
• การวัดที่ไม่ดี: หากค่าความสอดคล้องลดลงอย่างมากที่จุดสูงสุดของการสั่นพ้อง แสดงว่าการวัดมีประสิทธิภาพไม่ดี ซึ่งอาจเกิดจากการกระแทกของค้อนที่ไม่ดี สภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง หรือการตอบสนองเชิงโครงสร้างแบบไม่เชิงเส้น นักวิเคราะห์ควรปฏิเสธข้อมูลจากแรงกระแทกนั้นและลองใหม่อีกครั้ง ค่าความสอดคล้องจะต่ำตามธรรมชาติที่จุดต้านการสั่นพ้อง (หรือ “หุบเขา” ใน FRF) ซึ่งถือว่าปกติ

ข) การระบุแหล่งที่มา

ความสอดคล้องกันสามารถใช้เพื่อพิจารณาว่าการสั่นสะเทือนจากเครื่องจักรหนึ่งเป็นสาเหตุของการสั่นสะเทือนในอีกเครื่องจักรหนึ่งหรือไม่ ตัวอย่างเช่น หากคุณมีปั๊มและมอเตอร์บนฐานร่วมกัน และคุณสงสัยว่ามอเตอร์เป็นสาเหตุที่ทำให้ปั๊มสั่นสะเทือน:

• ขั้นตอน: วางหนึ่งอัน เครื่องวัดความเร่ง บนมอเตอร์ (อินพุต) และเครื่องวัดความเร่งตัวที่สองบนปั๊ม (เอาต์พุต) วัดสัญญาณทั้งสองพร้อมกันและคำนวณความสอดคล้องกัน
• การตีความ: หากค่าความสอดคล้องกันของมอเตอร์สูง ความเร็วในการวิ่งซึ่งเป็นหลักฐานที่ชัดเจนว่าการสั่นสะเทือนกำลังถูกส่งผ่านจากมอเตอร์ไปยังปั๊มผ่านโครงสร้างร่วมกัน หากค่าความสอดคล้องกันต่ำ การสั่นสะเทือนของปั๊มน่าจะเกิดจากปัญหาของตัวปั๊มเอง (เช่น ปั๊มไม่สมดุล เกิดโพรงอากาศ) ไม่ใช่เกิดจากมอเตอร์

3. ปัจจัยที่ลดความสอดคล้องกัน

ปัจจัยหลายประการอาจทำให้ค่าความสอดคล้องมีค่าน้อยกว่า 1.0:

• การวัดสัญญาณรบกวน: การปนเปื้อนของสัญญาณอินพุตหรือเอาต์พุตโดยสัญญาณรบกวนจากภายนอก
• ระบบไม่เชิงเส้น: ความสอดคล้องกันจะวัดเฉพาะความสัมพันธ์แบบ *เชิงเส้น* เท่านั้น หากระบบไม่เป็นเชิงเส้น (เช่น เนื่องมาจากความหลวม รอยแตก หรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างของไหลกับโครงสร้าง) ความสอดคล้องกันจะต่ำ แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์เชิงสาเหตุก็ตาม
• การหน่วงเวลา: ความล่าช้าที่สำคัญระหว่างสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตสามารถลดความสอดคล้องกันได้
• อินพุตอื่น ๆ ที่ไม่ได้วัด: หากเอาต์พุตเกิดจากแหล่งมากกว่าหนึ่งแหล่ง และคุณวัดเพียงแหล่งเดียวเป็นอินพุต ความสอดคล้องกันจะต่ำ

โดยสรุป ฟังก์ชันความสอดคล้องกันเป็นเครื่องมือควบคุมคุณภาพที่สำคัญสำหรับการวัดการสั่นสะเทือนขั้นสูง ช่วยให้มั่นใจในความถูกต้องของข้อมูล FRF และช่วยระบุเส้นทางการส่งผ่านการสั่นสะเทือน

← กลับสู่ดัชนีหลัก