ทำความเข้าใจเกี่ยวกับตัวกรองการติดตาม
คำจำกัดความ: ตัวกรองการติดตามคืออะไร?
ตัวกรองการติดตาม (เรียกอีกอย่างว่าตัวกรองการติดตามคำสั่งซื้อหรือตัวกรองแบบซิงโครนัส) เป็นตัวกรองแบนด์พาสแคบใน vibration analysis เครื่องมือที่ปรับความถี่กลางโดยอัตโนมัติให้สอดคล้องกับความเร็วในการหมุนของเครื่องจักรหลายระดับ (ลำดับ) ยกตัวอย่างเช่น “ตัวกรองติดตาม 1×” จะติดตามความถี่ความเร็วในการทำงานอย่างต่อเนื่อง โดยกรองความถี่อื่นๆ ทั้งหมดออก และส่งผ่านเฉพาะองค์ประกอบพื้นฐาน 1× เช่นเดียวกัน ตัวกรองติดตาม 2× และ 3× จะติดตามความถี่ความเร็วในการทำงานสองเท่าและสามเท่า.
ตัวกรองการติดตามเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการวิเคราะห์อุปกรณ์ความเร็วแปรผัน การเปลี่ยนแปลงชั่วคราวระหว่างการเริ่มต้น/การเคลื่อนตัว และสำหรับการแยกส่วนประกอบลำดับเฉพาะใน การวิเคราะห์คำสั่งซื้อ. ช่วยให้สามารถวัดผลได้ แอมพลิจูด and เฟส ของส่วนประกอบแบบซิงโครนัสแม้ว่าความเร็วของเครื่องจักรจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม.
ตัวกรองการติดตามทำงานอย่างไร
หลักการพื้นฐาน
- อ้างอิงความเร็ว: มาตรวัดรอบ หรือ คีย์เฟสเซอร์ ให้พัลส์หนึ่งครั้งต่อรอบ
- การคำนวณความถี่: เครื่องมือคำนวณความถี่การหมุนทันทีจากเครื่องวัดรอบ
- การเรียงลำดับการคูณ: คูณความถี่ในการหมุนตามหมายเลขคำสั่งซื้อ (1, 2, 3 เป็นต้น)
- การจัดกึ่งกลางของตัวกรอง: ตัวกรองแบนด์พาสแคบที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ความถี่ที่คำนวณได้
- การปรับอย่างต่อเนื่อง: เมื่อความเร็วเปลี่ยนแปลง ความถี่ของตัวกรองจะติดตามอย่างต่อเนื่อง
- Output: สัญญาณที่กรองแล้วซึ่งมีเฉพาะส่วนประกอบของคำสั่งที่เลือกเท่านั้น
ลักษณะของตัวกรอง
- แบนด์วิดท์: โดยทั่วไป ±2-10% ของความถี่ศูนย์กลาง
- ความแคบ: ปฏิเสธความถี่ใกล้เคียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- อัตราการติดตาม: สามารถติดตามความเร็วที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้
- ตัวกรองหลายตัว: เครื่องมือที่ทันสมัยช่วยให้สามารถติดตามคำสั่งซื้อหลายรายการพร้อมกันได้
แอปพลิเคชั่น
1. การวิเคราะห์การเริ่มต้นและการลดความเร็ว
การใช้งานหลักสำหรับการติดตามตัวกรอง:
- ติดตาม 1× แอมพลิจูดและเฟสเทียบกับความเร็วระหว่างช่วงการเปลี่ยนแปลง
- สร้าง พล็อตโบด (แอมพลิจูดและเฟสเทียบกับความเร็ว)
- แยกแยะ ความเร็ววิกฤต จากจุดสูงสุดของแอมพลิจูด
- วัด การลดแรงสั่นสะเทือน จากความกว้างของจุดสูงสุดของการสั่นพ้อง
- ติดตาม 2×, 3× พร้อมกันเพื่อระบุโหมดหลายโหมด
2. การวิเคราะห์อุปกรณ์ความเร็วแปรผัน
- รักษาการวัดตามคำสั่งซื้อแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงความเร็ว
- มอเตอร์ขับเคลื่อน VFD ที่มีความเร็วเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง
- กังหันลมที่มีความเร็วลมแตกต่างกัน
- อุปกรณ์กระบวนการที่มีการเปลี่ยนแปลงความเร็วตามโหลด
- ช่วยให้สามารถแสดงแนวโน้มได้สม่ำเสมอโดยไม่คำนึงถึงความผันผวนของความเร็ว
3. การสร้างสมดุล
- ส่วนประกอบติดตาม 1× ในระหว่าง สมดุล procedure
- กรองส่วนประกอบที่ไม่ใช่ 1× ออกเพื่อการวัดที่สะอาดยิ่งขึ้น
- การวัดเฟสที่ความถี่ 1× เท่านั้น
- ปรับปรุงความแม่นยำโดยการปฏิเสธแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนอื่น ๆ
4. การวิเคราะห์เฉพาะคำสั่งซื้อ
- แยกคำสั่งเฉพาะสำหรับการศึกษารายละเอียด
- ตัวอย่าง: ติดตาม 2× เพื่อตรวจสอบความคืบหน้าของการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
- ลำดับการผ่านใบพัดในพัดลม/ปั๊ม
- แยกส่วนประกอบความถี่ที่ทับซ้อนกัน
ข้อดีของการติดตามตัวกรอง
อิสระแห่งความเร็ว
- การวัดที่มีความหมายโดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงความเร็ว
- เปรียบเทียบข้อมูลจากความเร็วที่แตกต่างกันบนพื้นฐานเดียวกัน (คำสั่งซื้อ)
- จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ที่ไม่มีความเร็วคงที่
การแยกส่วนประกอบ
- แยกลำดับเฉพาะจากความถี่อื่นทั้งหมด
- สัญญาณที่สะอาดกว่า FFT แบบเต็มสเปกตรัม
- อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนที่ดีขึ้นสำหรับส่วนประกอบการสั่งซื้อ
- ช่วยให้วัดแอมพลิจูดและเฟสได้อย่างแม่นยำ
การวิเคราะห์ชั่วคราว
- ติดตามส่วนประกอบผ่านการเปลี่ยนแปลงความเร็ว
- การวัดอย่างต่อเนื่องระหว่างการเร่งความเร็ว/ลดความเร็ว
- ไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขคงที่
- เผยพฤติกรรมที่ขึ้นอยู่กับความเร็ว
ข้อจำกัดและข้อควรพิจารณา
ต้องใช้เครื่องวัดรอบ
- การอ้างอิงความเร็วที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ
- คุณภาพสัญญาณมาตรวัดรอบส่งผลต่อประสิทธิภาพของตัวกรอง
- ไม่สามารถใช้กับอุปกรณ์ที่ไม่มีการอ้างอิงความเร็ว
- พัลส์หนึ่งครั้งต่อการปฏิวัติจะต้องเชื่อถือได้
ติดตามเฉพาะส่วนประกอบแบบซิงโครนัสเท่านั้น
- ข้อผิดพลาดที่ไม่ซิงโครไนซ์ไม่ได้รับการจับ (ข้อบกพร่องด้านตลับลูกปืนส่วนใหญ่)
- ความถี่ไฟฟ้าไม่ได้รับการติดตาม
- กรองการสั่นสะเทือนแบบสุ่มออก
- ต้องใช้การวิเคราะห์เสริมเพื่อการวินิจฉัยที่สมบูรณ์
การแลกเปลี่ยนแบนด์วิดท์ของตัวกรอง
- ตัวกรองแคบ: การปฏิเสธความถี่ที่อยู่ติดกันดีขึ้นแต่การตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วช้าลง
- ตัวกรองกว้าง: ติดตามได้เร็วขึ้นแต่สามารถรวมส่วนประกอบใกล้เคียงได้
- เหมาะสมที่สุด: โดยทั่วไปแบนด์วิดท์ 5-10% สำหรับแอปพลิเคชันส่วนใหญ่
ตัวกรองการติดตามเทียบกับ FFT
| คุณสมบัติ | การวิเคราะห์ FFT | ตัวกรองการติดตาม |
|---|---|---|
| ความต้องการความเร็ว | ทำงานได้ในทุกความเร็ว | ต้องมีเครื่องวัดรอบ |
| การเปลี่ยนแปลงความเร็ว | ต้องใช้ความเร็วคงที่ | รองรับความเร็วที่หลากหลาย |
| ข้อมูล | สเปกตรัมเต็มทุกความถี่ | สั่งครั้งเดียวเท่านั้น |
| ความผิดพลาดแบบไม่ซิงโครนัส | ตรวจจับข้อบกพร่องทั้งหมด | พลาดแบบไม่ซิงโครนัส |
| การวิเคราะห์ชั่วคราว | ยาก | ยอดเยี่ยม |
| ดีที่สุดสำหรับ | การวินิจฉัยทั่วไปแบบคงที่ | การวิเคราะห์ความเร็ววิกฤต ความเร็วแปรผัน |
การใช้งานที่ทันสมัย
ตัวกรองการติดตามแบบดิจิทัล
- ตัวกรองที่ใช้ซอฟต์แวร์ในเครื่องวิเคราะห์สมัยใหม่
- การสั่งซื้อหลายรายการพร้อมกัน (1×, 2×, 3× พร้อมกัน)
- แบนด์วิดท์ปรับได้
- การแสดงผลแบบเรียลไทม์ระหว่างช่วงชั่วคราว
การรวมการวิเคราะห์คำสั่งซื้อ
- การติดตามตัวกรองเป็นรากฐานของการวิเคราะห์คำสั่งซื้อที่ครอบคลุม
- สเปกตรัมคำสั่งเต็มถูกแยกออกมา (คำสั่งทั้งหมดพร้อมกัน)
- แผนที่สีแสดงลำดับเทียบกับความเร็ว
- การตรวจจับความเร็ววิกฤตอัตโนมัติจากข้อมูลการติดตามคำสั่งซื้อ
ตัวกรองติดตามเป็นเครื่องมือเฉพาะทางแต่ทรงพลังในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับไดนามิกของโรเตอร์และอุปกรณ์ความเร็วแปรผัน ตัวกรองติดตามช่วยให้สามารถวิเคราะห์แบบชั่วคราวและติดตามส่วนประกอบที่ไม่ขึ้นกับความเร็วได้ ซึ่งเทคนิค FFT มาตรฐานไม่สามารถทำได้ จึงจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการระบุความเร็วที่สำคัญและการวินิจฉัยเครื่องจักรขั้นสูง.