Otomatik Spektrumu Anlamak
Bu oto-spektrum - otospektrum olarak da yazılır ve gevşek bir şekilde güç spektrumu veya sadece “spektrum” olarak adlandırılır - tek bir spektrumun frekans alanındaki gösterimidir titreşim sinyali, bu sinyalin enerjisinin veya genlik frekans boyunca dağıtılır. Frekans boyunca dağıtılmış Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) ve her bir frekans bileşeninin büyüklüğünü gösterir. “auto-” ön eki onu diğerlerinden ayırır çapraz spektrum, iki farklı sinyali ilişkilendirir: oto-spektrum, bir sinyalin kendisiyle birlikte alınan spektrumudur.
Günlük işlerde çoğu teknisyen “spektrum” veya “FFT” derken tam olarak bunu kastediyor - her teknisyenin kullandığı standart frekans göstergesi. titreşim analizörü, 'de zirveye ulaşır. dengesizlik, rulman arıza frekansları, dişli örgüsü, ve diğerleri. Bu gündelik aracın teknik olarak bir oto-spektrum olduğunun farkına varmak, en çok çapraz spektrumların söz konusu olduğu çok kanallı çalışmalara adım attığınızda önem kazanır, tutarlılık, ve diğer korelasyon fonksiyonları devreye girer.
1. Matematiksel Temel
Aynı Sonuca Giden İki Yol
Bir oto-spektruma ulaşmanın matematiksel olarak eşdeğer iki yolu vardır:
- Doğrudan FFT: zaman sinyalini dönüştürün, her bir karmaşık FFT kutusunun büyüklüğünü (veya büyüklüğün karesini) alın ve frekansa karşı çizin. Bu, neredeyse her cihazın içinde kullanılan yaygın ve basit bir yoldur.
- Otokorelasyon yoluyla: önce sinyalin otokorelasyon fonksiyonunu hesaplayın, ardından FFT'sini alın. Tarafından Wiener-Khinchin teoremi sonuç doğrudan yöntemle aynıdır - farklı bir hesaplama yolu ile ulaşılan aynı spektrum.
Büyüklüğün karesi alındığında ve birim frekans başına normalize edildiğinde, aynı miktar a güç spektral yoğunluğu, geniş bantlı rastgele titreşim için tercih edilen formdur.
İstikrar için Ortalama Alma
Tek bir FFT istatistiksel olarak gürültülüdür, bu nedenle sıralı zaman kayıtlarından hesaplanan birkaç otomatik spektrumun ortalaması alınarak tahmin oturtulur ve rastgele dağılım azaltılır. Rutin makine teşhisleri için 4-16 ortalama tipiktir; geniş bantlı rastgele titreşim 50-100 veya daha fazlasına ihtiyaç duyabilir. Fayda, ölçüm süresi pahasına gelir, bu nedenle ortalama sayı “daha fazlası her zaman daha iyidir” yerine kasıtlı bir değiş tokuştur.”
2. Özelliklerin Tanımlanması
Üç özellik doğrudan matematikten çıkar ve herhangi bir spektrumu okurken akılda tutulmaya değerdir:
- Gerçek değerli: oto-spektrumun hayali bir kısmı yoktur. Yalnızca büyüklüğü temsil eder, bu nedenle faz Orijinal sinyalin ilişkisi büyüklük hesaplamasında atılır. Tek noktalı arıza tespiti için bu bir kayıp değildir; fazın önemli olduğu dengeleme veya transfer fonksiyonu çalışmaları için bu gerçek bir sınırlamadır.
- Her zaman olumlu: değerler her zaman sıfıra eşit veya sıfırdan büyüktür çünkü negatif olamayan enerji veya gücü temsil ederler.
- Gerçek sinyaller için simetriktir: Gerçek zamanlı bir sinyalin spektrumu Nyquist frekansı etrafında simetriktir - negatif frekanslar sadece pozitif olanları yansıtır - bu nedenle sadece pozitif yarısı görüntülenir ve tüm bilgileri içerir.
3. Makine Teşhisinde Otomatik Spektrum
Analistin Günlük Ekranı
Bu, teknisyenlerin içinde yaşadığı çizimdir. Her titreşim frekansı bileşenini aynı anda gösterir ve analistin görevi her bir tepe noktasını tanımlamak ve bir arıza türüyle eşleştirmektir - otomatik spektrumu aşağıdakiler için birincil araç haline getirir arıza teşhisi ve rutin durum değerlendirmesi için.
Aranacak Özellikler
- 1× tepe: koşu hızı balanssızlık ve diğer devir başına kaynakların hakim olduğu titreşim.
- 2 kat zirve: yaygın olarak yanlış hizalama veya mekanik gevşeklik.
- Rulman sıklıkları: BPFO, BFI, BSF, Ve FTF, tarafından çevrelenmiştir. yan bantlar.
- Dişli ağı: diş kavrama frekansı ve onun harmonikler.
- Elektrik: iki kez hat frekansı (60 Hz beslemede 120 Hz, 50 Hz beslemede 100 Hz).
- Gürültü tabanı: rastgele titreşim ve cihaz gürültüsünün oluşturduğu arka plan seviyesine karşı gerçek tepe noktalarının öne çıkması gerekir.
4. Otomatik Spektruma karşı Çapraz Spektrum
Tek kanallı otomatik spektrum “hangi frekanslar mevcut?” sorusuna yanıt verirken, iki kanallı kuzeni “iki sinyal nasıl ilişkilidir?” sorusuna yanıt verir. Bu zıtlık açıkça belirtilmeye değerdir:
| Otomatik Spektrum (tek kanal) | Çapraz Spektrum (iki kanal) |
|---|---|
| Bir sinyalin spektrumu | İki sinyal arasındaki ilişki |
| Bu sinyalin frekans içeriğini gösterir | Her ikisinde de ortak olan frekans içeriğini gösterir |
| Faz bilgisi yok | Faz ilişkisini içerir |
| Çoğu tanı için yeterli | Altlıklar transfer fonksiyonu ve tutarlılık analizi |
| Standart tek kanallı FFT | İki senkronize kanal gerektirir |
5. Ortalama Alma Modları ve Ekran Seçenekleri
Bir Ortalama Alma Modu Seçme
- Doğrusal ortalama alma: rastgele gürültüyü azaltan ve gerçek spektruma yakınsayan ardışık spektrumların düz aritmetik ortalaması - makine analizi için standart.
- Üstel ortalama: En son kayıtları tercih eden ağırlıklı bir ortalama, koşulların değiştiği yerlerde gerçek zamanlı izleme için idealdir.
- Tepe tutma (maksimum spektrum): her frekans kutusu görülen en yüksek değerini koruyarak geçici bileşenleri yakalar - bu işlem sırasında çok değerlidir koşu ve kıyıya doğru Test.
Eksenleri Ölçekleme
Genlik ekseni, bir eksen üzerinde gösterilebilir. doğrusal ölçek (mm/s, m/s²), mutlak değerlerin okunmasını kolaylaştırır ancak büyük değerlerin yanında küçük tepe noktalarını gizleyebilir veya logaritmik dB ölçeği (20-log[genlik/referans]), geniş bir alanı sıkıştırır dinamik aralık Böylece küçük ve büyük tepe noktaları birlikte görülebilir - detaylı ve araştırma çalışmaları için tercih edilen görünüm. Frekans ekseni genellikle doğrusal makineler için Hz. logaritmik Eşit oktav aralıklı eksen çok geniş frekans aralıklarına uygundur.
6. Kalite ve Tuzaklar
Bir spektrum ancak arkasındaki veriler kadar iyidir. A temiz spektrum düşük bir gürültü tabanının üzerinde net zirveler gösterir; a gürültülü spektrum zirveleri yüksek bir arka plana gömer, bu da daha fazla ortalama alma ve yeterli frekans çözünürlüğü ile düzeltilebilir. İki alım kontrolü çok önemlidir: frekans çözünürlüğünün yakın aralıklı pikleri ayırmak için yeterince iyi olduğunu doğrulayın ve aşağıdakileri izleyin giriş aşırı yüklemesi, Bu da sinyali keser ve yanlış spektral bileşenler üretir - eğer oluşursa, giriş kazancını azaltın ve yeniden alın. Bu FFT Çözünürlük Hesaplayıcısı önem verdiğiniz zirveleri çözen bir satır sayısı ve bant genişliği seçmenize yardımcı olur.
Saha aletlerinin uygun olduğu yerler
gibi taşınabilir iki kanallı bir cihazda Denge-1a, Otomatik spektrum, bir teknisyenin enerjinin 1×'de yoğunlaşıp yoğunlaşmadığını (dengesizliğe işaret eder ve bir dengesizlik adayıdır) tespit etmek için makinede okuduğu günlük teşhis görünümüdür. alan dengeleme) veya tamamen farklı bir arızaya işaret eden yatak ve dişli kafes frekanslarına dağılmış - hepsi de çalışma hızında makinenin kendi yataklarında yakalanır.
Oto-spektrum, titreşim diyagnostiğinin temel frekans analiz aracıdır: teknisyenlerin arıza tespiti ve durum değerlendirmesi için her gün güvendiği tek kanallı FFT. “Spektrumun” teknik olarak bir oto-spektrum olduğunu ve çapraz spektrum ve diğer spektral fonksiyonlarla nasıl ilişkili olduğunu anlamak, gelişmiş çok kanallı analiz ve kapsamlı makine diyagnostiği için zemin hazırlar.
