Розуміння демодуляції (аналіз обвідної)

Визначення: Що таке демодуляція?

У контексті аналізу вібрацій, демодуляція – це потужний метод обробки сигналів, який використовується для виявлення повторюваних низькочастотних ударів, «прихованих» у високочастотному вібраційному сигналі машини. Це основний процес, що лежить в основі більш відомого терміна, Аналіз конвертаЦі два терміни часто використовуються як взаємозамінні.

Метод працює шляхом виділення високочастотної смуги вібрації, яка діє як «носій» сигналу, а потім вилучення «огинаючої» цього сигналу. Ця обвідна виявляє основні низькочастотні патерни повторюваних ударів, таких як ті, що виникають внаслідок мікроскопічних дефектів у підшипниках або шестернях.

Процес демодуляції

Демодуляція включає триетапний процес:

1. Смугова фільтрація: Спочатку необроблений вібраційний сигнал пропускається через високочастотний смуговий фільтр. Це усуває сильні низькочастотні коливання (такі як дисбаланс та перекіс) та фокусується лише на високочастотній області, де хвилі напруження від ударів підшипників або шестерень збуджують структурні резонанси.
2. Виправлення: Відфільтрований високочастотний сигнал потім випрямляється. Цей процес перетворює негативну частину форми сигналу на позитивну, по суті створюючи сигнал, який представляє абсолютну амплітуду.
3. Низькочастотна фільтрація (огинаюча): Зрештою, цей випрямлений сигнал пропускається через фільтр низьких частот. Це згладжує високочастотний резонансний «носійський» сигнал, залишаючи лише низькочастотну «огинаючу», яка відповідає пікам випрямленого сигналу. Цей результуючий сигнал обвідної безпосередньо відображає частоту повторення основних впливів.

Потім для цього остаточного сигналу обвідної виконується швидке перетворення Фур'є (FFT). Отриманий спектр, який називається спектром обвідної або демодульованим спектром, демонструє чіткі піки на точних частотах несправності компонентів підшипника або шестерні.

Чому демодуляція така ефективна?

Демодуляція є одним з найважливіших методів раннього виявлення несправностей через те, як вона обробляє сигнали удару.

• Раннє попередження: Коли крихітний відкол на обоймі підшипника потрапляє в удар кочення, це створює невеликий удар з низькою енергією. Цей удар викликає дуже короткий високочастотний сплеск вібрації, коли конструкція машини «дзвенить» на своїх власних частотах.
• Відокремлення сигналу від шуму: У звичайному спектрі FFT крихітна кількість енергії від цих ранніх стадій впливу повністю похована масивною енергією від низькочастотних коливань, таких як дисбаланс.
• Зосередження уваги на частоті повторень: Демодуляція ігнорує потужні низькочастотні сигнали. Вона зосереджується на високочастотному «дзвіні» та, що найважливіше, на *частоті повторення* цього дзвінка. Саме ця частота повторення безпосередньо відповідає частотам несправностей підшипника або шестерні (наприклад, BPFO, BPFI, BSF, GMF).

Застосування

Основні застосування демодуляції:

• Аналіз підшипників кочення: Це остаточний метод виявлення та діагностики несправностей у кулькових та роликових підшипниках, який часто забезпечує попередження за місяці до того, як несправність стане критичною.
• Аналіз коробки передач: Він дуже ефективний у виявленні таких проблем, як тріснуті або зламані зубці шестерні, які генерують чіткий сигнал удару зі швидкістю обертання, що в 1 раз перевищує швидкість обертання шестерні в демодульованому спектрі.
• Інші події, що впливають: Його також можна використовувати для виявлення інших повторюваних ударних явищ, таких як відкриття та закриття конденсатовідвідників або проблеми з фазами газорозподілу поршневого двигуна.

← Назад до головного індексу