ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกรองสัญญาณ

1. คำจำกัดความ: การกรองสัญญาณคืออะไร?

การกรองสัญญาณ เป็นเทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่สำคัญที่ใช้ใน vibration analysis เพื่อกำจัดองค์ประกอบความถี่ที่ไม่ต้องการออกจากสัญญาณ หรือเพื่อแยกความถี่เฉพาะที่ต้องการ ตัวกรองโดยพื้นฐานแล้วคือวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรืออัลกอริทึมซอฟต์แวร์ที่อนุญาตให้ความถี่บางความถี่ “ผ่าน” ไปพร้อมกับการบล็อกหรือลดทอนความถี่อื่นๆ

การกรองข้อมูลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบดิจิทัล เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลที่ได้รับการวิเคราะห์นั้นสะอาด ถูกต้อง และเกี่ยวข้องกับงานการวินิจฉัยที่อยู่ตรงหน้า

2. ประเภททั่วไปของตัวกรองในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

มีตัวกรองพื้นฐานสี่ประเภทที่ใช้ในการประมวลผลสัญญาณ:

1. ตัวกรองความถี่ต่ำ: ยอมให้ความถี่ต่ำผ่านได้ แต่ปิดกั้นความถี่สูง ความถี่ที่สัญญาณเริ่มถูกลดทอนเรียกว่า "ความถี่ตัด"
2. ฟิลเตอร์กรองความถี่สูง: ตรงข้ามกับตัวกรองความถี่ต่ำ ตัวกรองนี้ยอมให้ความถี่สูงผ่านได้ แต่บล็อกความถี่ต่ำ
3. ตัวกรองแบนด์พาส: อนุญาตให้แบนด์หรือช่วงความถี่ที่กำหนดผ่านได้ในขณะที่บล็อกทั้งความถี่ต่ำและความถี่สูง
4. ตัวกรองแบบ Band-Stop (หรือ Notch): ตรงข้ามกับตัวกรองผ่านแบนด์วิดท์ ตัวกรองนี้จะบล็อกแบนด์วิดท์เฉพาะเจาะจง แต่อนุญาตให้แบนด์วิดท์อื่นๆ ผ่านได้

3. การประยุกต์ใช้งานหลักของการกรอง

ตัวกรองถูกใช้ในหลายวิธีที่สำคัญภายในเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน:

ก) ฟิลเตอร์ป้องกันรอยหยัก

นี่อาจถือได้ว่าเป็นการประยุกต์ใช้การกรองที่สำคัญที่สุด ฟิลเตอร์ป้องกันรอยหยัก เป็นตัวกรองความถี่ต่ำแบบชัน (Steep Low-Pass Filter) ที่ใช้กรองสัญญาณแอนะล็อก *ก่อน* ที่จะถูกแปลงเป็นดิจิทัล วัตถุประสงค์คือเพื่อลบเนื้อหาความถี่ทั้งหมดที่สูงกว่าความถี่สูงสุด (Fmax) ที่ผู้ใช้เลือกไว้สำหรับการวัด

นี่เป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกัน การสร้างนามแฝงข้อผิดพลาดในการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลที่ร้ายแรง ซึ่งความถี่สูงจะ “พับลง” และปลอมตัวเป็นความถี่ต่ำ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดที่ไม่ถูกต้องโดยสิ้นเชิง สเปกตรัมฟิลเตอร์ป้องกันรอยหยักเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ช่วยรับประกันความสมบูรณ์ของข้อมูลการสั่นสะเทือนแบบดิจิทัลทั้งหมด

ข) การบูรณาการและการแยกความแตกต่าง

การสั่นสะเทือนวัดได้จาก การเร่งความเร็ว, ความเร็ว, หรือ การเคลื่อนย้าย. ในขณะที่ เครื่องวัดความเร่ง เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้กันมากที่สุด นักวิเคราะห์มักต้องการดูข้อมูลในรูปของความเร็ว ในการทำเช่นนี้ เครื่องวิเคราะห์ต้องรวมสัญญาณความเร่ง กระบวนการรวมนี้สามารถขยายสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำมาก (บางครั้งเรียกว่าปรากฏการณ์ "ลานสกี") ได้อย่างรุนแรง ตัวกรองความถี่สูงจะถูกใช้เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนนี้ก่อนการรวม เพื่อสร้างสเปกตรัมความเร็วหรือการกระจัดที่สะอาดและใช้งานได้

ค) การวิเคราะห์ซองจดหมาย (ดีมอดูเลชั่น)

การวิเคราะห์ซองจดหมาย ซึ่งเป็นเทคนิคหลักในการตรวจจับ ข้อบกพร่องของตลับลูกปืนอาศัยการกรองอย่างมาก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับ:

1. การใช้ ตัวกรองแบนด์พาส เพื่อแยกย่านความถี่สูงที่มีสัญญาณแรงกระแทกของตลับลูกปืนอยู่
2. การประมวลผลสัญญาณที่กรองนี้เพื่อดึงอัตราการทำซ้ำ (หรือ “ซองจดหมาย”) ของผลกระทบ
3. วิเคราะห์สเปกตรัมของสัญญาณซองจดหมายนี้เพื่อระบุความถี่ความผิดพลาดของตลับลูกปืน

ตัวกรองแบนด์พาสมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำจัดสัญญาณความถี่ต่ำที่มีพลังงานสูง (เช่น สัญญาณไม่สมดุล) ซึ่งจะทำให้สัญญาณที่มีข้อบกพร่องด้านการรับส่งสัญญาณพลังงานต่ำล้นเกิน

ง) การกรองการวินิจฉัย

นักวิเคราะห์ยังสามารถใช้ตัวกรองดิจิทัลกับข้อมูลหลังจากเก็บรวบรวมแล้วเพื่อช่วยในการวินิจฉัย ตัวอย่างเช่น พวกเขาอาจใช้ตัวกรองแบบแบนด์พาสเพื่อแยกการสั่นสะเทือนรอบความถี่ตาข่ายเฟืองเฉพาะ เพื่อให้เห็นภาพได้ชัดเจนยิ่งขึ้น แถบข้าง.

← กลับสู่ดัชนีหลัก