ทำความเข้าใจการแยกความแตกต่างในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: การแยกความแตกต่างคืออะไร?

ความแตกต่าง ใน การสั่นสะเทือน การวิเคราะห์คือกระบวนการทางคณิตศาสตร์ในการแปลงค่าการวัดการสั่นสะเทือนจากพารามิเตอร์หนึ่งเป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่ง โดยการหาอนุพันธ์ในโดเมนเวลา หรือคูณด้วยความถี่ในโดเมนความถี่ การหาอนุพันธ์จะแปลง การเคลื่อนย้าย ถึง ความเร็ว, หรือความเร็วถึง การเร่งความเร็ว. เป็นการดำเนินการแบบย้อนกลับของการอินทิเกรต และถึงแม้จะดำเนินการน้อยกว่าการอินทิเกรต (เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่เป็นเครื่องวัดความเร่ง) แต่การแยกความแตกต่างก็จำเป็นบางครั้งเมื่อต้องเปรียบเทียบการวัดการเคลื่อนที่จากโพรบระยะใกล้กับมาตรฐานความเร็วหรือวิเคราะห์เนื้อหาความถี่สูง.

การแยกความแตกต่างเป็นกระบวนการถ่วงน้ำหนักความถี่ที่เน้นองค์ประกอบความถี่สูงในขณะที่ลดความสำคัญของความถี่ต่ำ ซึ่งเป็นผลตรงกันข้ามกับการอินทิเกรต วิธีนี้ทำให้การแยกความแตกต่างมีประโยชน์ในการปรับปรุงข้อมูลการวินิจฉัยความถี่สูง แต่ก็ขยายสัญญาณรบกวนความถี่สูง ซึ่งต้องใช้ความระมัดระวังในการประยุกต์ใช้.

ความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์

การแยกความแตกต่างในโดเมนเวลา

• ความเร็วจากการกระจัด: v(t) = d/dt [x(t)]
• ความเร่งจากความเร็ว: a(t) = d/dt [v(t)]
• ความเร่งจากการกระจัด: a(t) = d²/dt² [x(t)] (อนุพันธ์อันดับสอง)

การแยกความแตกต่างโดเมนความถี่

ง่ายกว่าในโดเมนความถี่:

• ความเร็วจากการกระจัด: V(f) = D(f) × 2πf
• ความเร่งจากความเร็ว: A(f) = V(f) × 2πf
• ผลลัพธ์: การคูณด้วยความถี่ ทำให้ความถี่สูงขยาย ความถี่ต่ำลดลง

เหตุใดจึงใช้การแยกความแตกต่าง

การใช้งานโพรบวัดระยะใกล้

• หัววัดแบบ Proximity วัดการเคลื่อนที่ของเพลาโดยตรง
• มาตรฐานมักจะระบุขีดจำกัดความเร็ว
• แยกความแตกต่างระหว่างการกระจัดกับความเร็วเพื่อการเปรียบเทียบ
• ช่วยให้ปฏิบัติตามมาตรฐานเซนเซอร์การเคลื่อนที่ได้

การเน้นความถี่สูง

• การแยกความแตกต่างจะขยายส่วนประกอบความถี่สูง
• สามารถเปิดเผยข้อบกพร่องความถี่สูงในข้อมูลการเคลื่อนตัวได้
• แปลงการเคลื่อนที่ความเร็วต่ำเป็นการเร่งความเร็วที่วิเคราะห์ได้ง่ายขึ้น

การเปรียบเทียบเซ็นเซอร์

• เปรียบเทียบเซนเซอร์การเคลื่อนที่กับเครื่องวัดความเร่ง
• แปลงทั้งสองให้เป็นพารามิเตอร์เดียวกัน (โดยทั่วไปคือความเร็ว)
• ตรวจสอบความสม่ำเสมอในการวัด

ความท้าทายในการสร้างความแตกต่าง

การขยายสัญญาณรบกวน

ปัญหาการแยกแยะเบื้องต้น:

• การแยกความแตกต่างทวีคูณตามความถี่ (ความถี่สูงขยาย)
• สัญญาณรบกวนความถี่สูงขยายมากกว่าสัญญาณ
• อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลดลง
• ตัวอย่าง: สัญญาณรบกวน 1% ที่ความถี่ 10 kHz ขยาย 100 เท่าเมื่อเทียบกับสัญญาณที่ความถี่ 100 Hz
• สารละลาย: ตัวกรองความถี่ต่ำก่อนการแยกความแตกต่าง

สัญญาณรบกวนจากเซ็นเซอร์

• เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่มีสัญญาณรบกวน (ไฟฟ้า การวัดเชิงปริมาณ)
• การแยกความแตกต่างในการเร่งความเร็วทำให้สัญญาณรบกวนนี้ขยายขึ้นอย่างมาก
• ปัญหาการแยกความแตกต่างแบบคู่ (การกระจัด → ความเร่ง)
• โดยทั่วไปหลีกเลี่ยงการแยกความแตกต่างแบบสองทางหากเป็นไปได้

ข้อผิดพลาดในการแยกความแตกต่างเชิงตัวเลข

• การแยกความแตกต่างในโดเมนเวลาทำให้ข้อผิดพลาดในการแปลงเป็นดิจิทัลเพิ่มมากขึ้น
• ไวต่อสิ่งแปลกปลอมในการสุ่มตัวอย่าง
• ควรใช้วิธีการโดเมนความถี่เพื่อความแม่นยำ

ขั้นตอนการแยกความแตกต่างที่เหมาะสม

การแยกความแตกต่างแบบเดี่ยว (การกระจัดเป็นความเร็ว)

1. ตัวกรองความถี่ต่ำ: กำจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูง (ตัดที่ความถี่สูงสุดที่สนใจ 2-5 เท่า)
2. ตรวจสอบคุณภาพสัญญาณ: ตรวจสอบเสียงรบกวน, สิ่งประดิษฐ์
3. ความแตกต่าง: คูณด้วย 2πf ในโดเมนความถี่
4. ตรวจสอบผลลัพธ์: ตรวจสอบความสมเหตุสมผล เปรียบเทียบกับค่าที่คาดหวัง

การแยกความแตกต่างแบบคู่ (การกระจัดต่อความเร่ง)

• โดยทั่วไปควรหลีกเลี่ยง: ไม่ค่อยให้ผลดีนัก
• หากจำเป็น: การกรองความถี่ต่ำแบบก้าวร้าว (การตัดที่ความถี่สูงสุดที่สนใจ)
• แบนด์วิดธ์จำกัด: ยอมรับว่าเนื้อหาความถี่สูงจะมีข้อจำกัดด้านสัญญาณรบกวน
• ทางเลือก: ใช้เครื่องวัดความเร่งหากต้องการความเร่ง

การใช้งานโดเมนความถี่

ขั้นตอน

1. คำนวณ เอฟเอฟที ของสัญญาณการกระจัดหรือความเร็ว
2. คูณถังความถี่แต่ละถังด้วย 2πf (หรือ (2πf)² สำหรับการแยกความแตกต่างแบบสองเท่า)
3. ใช้ตัวกรองความถี่ต่ำในโดเมนความถี่หากจำเป็น
4. ผลลัพธ์คือสเปกตรัมในพารามิเตอร์ที่แตกต่าง
5. สามารถคำนวณ FFT ย้อนกลับสำหรับรูปคลื่นเวลาได้หากจำเป็น

ข้อดี

• ไม่มีข้อผิดพลาดสะสม
• การกรองที่ใช้งานง่าย
• ประสิทธิภาพในการคำนวณ
• แนวทางมาตรฐานในเครื่องวิเคราะห์สมัยใหม่

เมื่อใดจึงควรใช้การแยกความแตกต่าง

การใช้ที่เหมาะสม

• การแปลงการเคลื่อนที่ของโพรบวัดระยะใกล้เป็นความเร็วสำหรับมาตรฐาน ISO
• การปรับปรุงเนื้อหาความถี่สูงในการวัดการเคลื่อนที่ความเร็วต่ำ
• การเปรียบเทียบประเภทเซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันบนพื้นฐานเดียวกัน
• เมื่อสามารถใช้การกรองที่เหมาะสมได้

เมื่อใดควรหลีกเลี่ยง

• สัญญาณการเคลื่อนตัวที่มีสัญญาณรบกวน
• การแยกความแตกต่างแบบคู่เว้นแต่จำเป็นจริงๆ
• เมื่อมีเครื่องวัดความเร่ง (วัดความเร่งโดยตรง)
• การวิเคราะห์ความถี่สูงจากการกระจัด (ใช้เครื่องวัดความเร่งแทน)

การเปรียบเทียบความแตกต่างและการบูรณาการ

ด้าน	การบูรณาการ	ความแตกต่าง
ผลกระทบความถี่	ขยายความถี่ต่ำ	ขยายความถี่สูง
การใช้งานทั่วไป	ความเร่ง → ความเร็ว, ความเร็ว → การกระจัด	การกระจัด → ความเร็ว
ปัญหา	การดริฟท์ความถี่ต่ำ	การขยายสัญญาณรบกวนความถี่สูง
ตัวกรองที่จำเป็น	ไฮพาสก่อนการบูรณาการ	โลว์พาสก่อนการแยกความแตกต่าง
ความถี่	เป็นเรื่องธรรมดามาก	น้อยกว่าทั่วไป

เครื่องมือวัดสมัยใหม่

การแปลงอัตโนมัติ

• เครื่องวิเคราะห์สมัยใหม่จะแปลงระหว่างพารามิเตอร์โดยอัตโนมัติ
• ผู้ใช้เลือกพารามิเตอร์ที่ต้องการ เครื่องมือจัดการการกรองและการแปลง
• ตัวกรองที่เหมาะสมจะถูกนำไปใช้โดยอัตโนมัติ
• ลดข้อผิดพลาดของผู้ใช้

จอแสดงผลแบบหลายพารามิเตอร์

• แสดงอัตราเร่ง ความเร็ว และการกระจัดพร้อมกัน
• แต่ละแห่งจะเน้นช่วงความถี่ที่แตกต่างกัน
• มุมมองที่ครอบคลุมของลักษณะการสั่นสะเทือน

การแยกความแตกต่าง (differentiation) แม้จะพบได้น้อยกว่าการอินทิเกรตในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน แต่ก็เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการแปลงค่าการวัดการกระจัดเป็นความเร็วหรือความเร่ง ช่วยให้สามารถปฏิบัติตามมาตรฐานและวิเคราะห์แบบหลายพารามิเตอร์ได้ การทำความเข้าใจคุณลักษณะการขยายสัญญาณรบกวนของการแยกความแตกต่างและข้อกำหนดการกรองที่เหมาะสมจะช่วยให้การแปลงพารามิเตอร์มีความแม่นยำเมื่อแยกความแตกต่างสัญญาณการสั่นสะเทือน.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก