ทำความเข้าใจการวิเคราะห์สเปกตรัม

1. คำจำกัดความ: การวิเคราะห์สเปกตรัมคืออะไร?

การวิเคราะห์สเปกตรัม คือกระบวนการในการรับสัญญาณที่ซับซ้อน เช่น รูปคลื่นเวลา จากเซ็นเซอร์การสั่นสะเทือน และแยกย่อยออกเป็นองค์ประกอบความถี่แต่ละส่วน เป้าหมายหลักของการวิเคราะห์สเปกตรัมคือการแปลงสัญญาณจากโดเมนเวลา (แอมพลิจูดการดูเทียบกับเวลา) ไปเป็นโดเมนความถี่ (แอมพลิจูดการดูเทียบกับความถี่)

ผลลัพธ์ของกระบวนการนี้คือ สเปกตรัม (พหูพจน์: spectra) ซึ่งเป็นกราฟที่แสดงแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนที่ความถี่เฉพาะแต่ละความถี่ การวิเคราะห์สเปกตรัมเป็นเทคนิคพื้นฐานและทรงพลังที่สุดใน การวินิจฉัยการสั่นสะเทือนเนื่องจากช่วยให้นักวิเคราะห์สามารถระบุลายเซ็นความถี่เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับความผิดพลาดของเครื่องจักรที่แตกต่างกันได้

2. บทบาทของ การแปลงฟูเรียร์อย่างรวดเร็ว (FFT)

การวิเคราะห์สเปกตรัมสมัยใหม่เป็นไปได้ด้วยอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพสูงที่เรียกว่า การแปลงฟูเรียร์อย่างรวดเร็ว (FFT)FFT เป็นขั้นตอนทางคณิตศาสตร์ที่ถูกเขียนโปรแกรมลงในดิจิทัลทุกตัว เครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนโดยใช้ข้อมูลคลื่นเวลาที่แปลงเป็นดิจิทัลเป็นอินพุต และสร้างสเปกตรัมความถี่เป็นเอาต์พุต

FFT ช่วยให้สัญญาณที่มีความซับซ้อนและดูเหมือนจะสับสน ซึ่งตีความได้ยากในโดเมนเวลา สามารถมองได้ว่าเป็นชุดความถี่สูงสุดที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนในโดเมนความถี่

3. พลังการวินิจฉัยของสเปกตรัม

เหตุผลที่การวิเคราะห์สเปกตรัมมีประสิทธิภาพอย่างมากคือ ปัญหาทางกลและไฟฟ้าที่แตกต่างกันในเครื่องจักรที่กำลังหมุนก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ความถี่เฉพาะที่คาดการณ์ได้ การวิเคราะห์สเปกตรัมช่วยให้นักวิเคราะห์สามารถวินิจฉัยสาเหตุของปัญหาได้โดยการจับคู่ความถี่ของจุดสูงสุดกับรูปแบบรอยเลื่อนที่ทราบแล้ว

ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่:

• จุดสูงสุดขนาดใหญ่ที่ 1X ความเร็วในการวิ่ง มักจะบ่งชี้ ความไม่สมดุล.
• จุดสูงสุดขนาดใหญ่ที่ความเร็ว 2 เท่าเป็นสัญญาณคลาสสิกของ การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง.
• จุดสูงสุดหลายชุดที่ความเร็วการวิ่งที่ไม่ใช่จำนวนเต็มสามารถชี้ให้เห็นถึง ข้อบกพร่องของตลับลูกปืน.
• พีคแอมพลิจูดสูงที่ความถี่ตาข่ายเกียร์ (GMF) ด้วย แถบข้าง บ่งชี้ ข้อบกพร่องของเกียร์.
• ค่าสูงสุดที่ 2 เท่าของความถี่สายไฟฟ้าอาจบ่งชี้ถึงปัญหาสเตเตอร์ของมอเตอร์

4. พารามิเตอร์หลักในการวิเคราะห์สเปกตรัม

ในการได้รับสเปกตรัมที่มีประโยชน์ นักวิเคราะห์จะต้องกำหนดพารามิเตอร์หลักหลายประการ:

• Fmax (ความถี่สูงสุด): นี่คือความถี่สูงสุดที่จะรวมอยู่ในสเปกตรัม ต้องตั้งค่าให้สูงพอที่จะจับความถี่ของความผิดปกติที่คาดว่าจะเกิดขึ้น (เช่น ความถี่สูงสำหรับปัญหาเกียร์)
• ความละเอียด (เส้นความละเอียด): วิธีนี้จะช่วยกำหนดระดับรายละเอียดในสเปกตรัม ยิ่งจำนวนเส้นมากเท่าไหร่ ความละเอียดของความถี่ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าเครื่องวิเคราะห์สามารถแยกแยะระหว่างจุดสูงสุดของความถี่สองจุดที่อยู่ใกล้กันมากได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการระบุแถบความถี่ข้างเคียงในการวิเคราะห์เกียร์บ็อกซ์
• ค่าเฉลี่ย: เพื่อให้ได้สเปกตรัมที่สะอาดและเสถียร เครื่องวิเคราะห์จะบันทึกข้อมูลหลาย ๆ ภาพ แล้วนำมาหาค่าเฉลี่ย วิธีนี้จะช่วยขจัดสัญญาณรบกวนแบบสุ่ม และให้ภาพการสั่นสะเทือนในสภาวะคงตัวที่แท้จริงที่แม่นยำยิ่งขึ้น
• การสร้างหน้าต่าง: ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ (เช่น หน้าต่าง Hanning) จะถูกใช้กับข้อมูลเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดในการประมวลผลที่เรียกว่า การรั่วไหลของสเปกตรัมซึ่งสามารถบิดเบือนแอมพลิจูดและรูปร่างของจุดสูงสุดความถี่ได้

โดยพื้นฐานแล้ว การวิเคราะห์สเปกตรัมถือเป็นหัวใจสำคัญของการวินิจฉัยการสั่นสะเทือนสมัยใหม่ โดยให้มุมมอง "เอ็กซ์เรย์" ที่ชัดเจนของแรงและการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นภายในเครื่องจักร

← กลับสู่ดัชนีหลัก