Oto-Spektrum'u Anlamak
Tanım: Oto-Spectrum Nedir?
Otomatik spektrum (aynı zamanda otospektrum, güç spektrumu veya basitçe spektrum olarak da adlandırılır) tek bir frekans alanının gösterimidir titreşim titreşim enerjisinin dağılımını gösteren sinyal veya genlik frekansın bir fonksiyonu olarak hesaplanır. Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) Sinyalin her bir frekans bileşeninin büyüklüğünü görüntüler. "Oto-spektrum" terimi, onu çapraz spektrumdan (iki farklı sinyali ilişkilendirir) ayırır ve bir sinyalin kendi içindeki spektrumu olduğunu vurgular.
Pratikte, otomatik spektrum çoğu insanın basitçe "spektrum" veya "FFT spektrumu" olarak adlandırdığı şeydir; titreşim analizörlerinde tepe noktalarını gösteren standart frekans analizi ekranıdır. dengesizlik, yatak arıza frekansları, dişli ağı ve diğer teşhis bileşenleri. Bunun teknik olarak bir otomatik spektrum olduğunu anlamak, çapraz spektrumların ve diğer korelasyon fonksiyonlarının devreye girdiği çok kanallı analizlerle çalışırken önem kazanır.
Matematiksel Temel
Hesaplama Yöntemleri
Doğrudan FFT
- Zaman sinyalinin FFT'sini hesaplayın
- Her karmaşık FFT bileşeninin büyüklüğünü hesaplayın
- Büyüklüğü ve frekansı görüntüleyin
- En yaygın ve basit
Otokorelasyon Yoluyla
- Sinyalin otokorelasyon fonksiyonunu hesaplayın
- Otokorelasyonun FFT'sini alın
- Sonuç, otomatik spektrumdur (Wiener-Khinchin teoremi)
- Matematiksel olarak eşdeğer ancak hesaplama açısından farklı bir rota
Ortalama Alma
- Sıralı zaman kayıtlarından hesaplanan çoklu otomatik spektrumlar
- Gürültüyü azaltmak ve istatistiksel güvenilirliği artırmak için ortalamalar bir araya getirildi
- Tipik: Makine teşhisi için 4-16 ortalama
- Rastgele titreşim için daha fazla ortalama (50-100+)
Özellikler ve Karakteristikler
Gerçek Değerli
- Oto-spektrum her zaman gerçektir (hayali bir kısım yoktur)
- Sadece büyüklüğü temsil eder, hayır faz bilgi
- Büyüklük hesaplamasında faz kaybı
- Çoğu tek noktalı tanılama için yeterlidir
Her zaman pozitif
- Değerler her zaman ≥ 0'dır (büyüklük karesi veya büyüklük)
- Negatif spektral değerlere sahip olamaz
- Enerjiyi veya gücü temsil eder (doğası gereği pozitiftir)
Simetrik (Gerçek Sinyaller için)
- Nyquist frekansı etrafında simetrik gerçek sinyalin oto-spektrumu
- Negatif frekanslar pozitif frekansları yansıtır
- Sadece pozitif frekanslar görüntülenir (tüm bilgileri içerir)
Makine Tanılamada Otomatik Spektrum
Standart Tanı Ekranı
- Teknisyenlerin "spektrum" veya "FFT" olarak adlandırdığı şey“
- Tüm titreşim frekansı bileşenlerini gösterir
- Tepe noktaları tanımlandı ve hata türleriyle eşleştirildi
- Arıza teşhisi için birincil araç
Tipik Özellikler
- 1× Zirve: Dengesizlik veya diğer 1× kaynaklar
- 2× Zirve: Yanlış hizalama veya gevşeklik
- Yatak Frekansları: BPFO, BPFI, BSF, FTF
- Dişli Örgüsü: Diş etkileşim sıklığı
- Elektrik: 2× hat frekansı (120/100 Hz)
- Gürültü Tabanı: Rastgele titreşim ve gürültüden kaynaklanan arka plan seviyesi
Otomatik Spektrum ve Çapraz Spektrum
Otomatik Spektrum (Tek Kanal)
- Bir sinyalin spektrumu
- Frekans içeriğini gösterir
- Faz bilgisi yok
- Çoğu tanı için yeterli
- Standart tek kanallı FFT
Çapraz Spektrum (İki Kanal)
- İki sinyal arasındaki ilişki
- Ortak frekans içeriğini gösterir
- Faz ilişkisini içerir
- Transfer fonksiyonu analizinde, tutarlılıkta kullanılır
- İki senkronize kanal gerektirir
Otomatik Spektrumların Ortalaması
Doğrusal Ortalama
- Birden fazla oto-spektranın aritmetik ortalaması
- Rastgele gürültü varyasyonunu azaltır
- Gerçek spektrumun tahminini iyileştirir
- Makine analizi standardı
Üstel Ortalama
- Son spektrumlara daha fazla ağırlık veren ağırlıklı ortalama
- Değişen koşulları izlemek için kullanışlıdır
- Gerçek zamanlı izleme uygulamaları
Tepe Tutma (Maksimum Spektrum)
- Her frekans bölmesi maksimum değeri tutar
- Geçici bileşenleri yakalar
- Başlatma/kapatma analizinde kullanışlıdır
Görüntüleme Biçimleri
Doğrusal Ölçek
- Y ekseni doğrusal (mm/s, m/s², vb.)
- Kolay okunan mutlak değerler
- Büyük tepeler mevcutsa küçük tepeler görünmez olabilir
- Rutin analiz için yaygın
Logaritmik Ölçek (dB)
- Y ekseni desibel cinsinden (20 log(Genlik/Referans))
- Geniş dinamik aralık görülebilir
- Hem küçük hem de büyük zirveler görülebilir
- Araştırma ve detaylı analiz için ortak
Frekans Ekseni
- Doğrusal: Eşit Hz aralığı, makineler için standarttır
- Logaritmik: Eşit oktav aralığı, geniş frekans aralıkları için kullanışlıdır
Kalite Göstergeleri
Spektral Kalite
- Temiz Spektrum: Net tepeler, düşük gürültülü taban
- Gürültülü Spektrum: Yüksek arka plan, belirsiz zirveler
- Ortalama: Gürültüyü azaltarak kaliteyi artırır
- Çözüm: Yakın tepe noktalarını ayırmaya yeterli
Aşırı Yük Göstergeleri
- Edinim sırasında sinyal aşırı yüklenmesini kontrol edin
- Aşırı yükleme yanlış spektral bileşenler oluşturur
- Aşırı yük oluşursa giriş kazanımını ayarlayın
Otomatik spektrum, titreşim teşhisinde temel frekans analiz aracıdır ve teknisyenlerin arıza tespiti ve durum değerlendirmesi için günlük olarak kullandıkları tek kanallı FFT'yi temsil eder. "Spektrumun" teknik olarak bir otomatik spektrum olduğunu ve çapraz spektrumlar ve diğer spektral analiz teknikleriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak, gelişmiş çok kanallı analiz ve kapsamlı makine teşhisi için temel oluşturur.