Hiểu về giải điều chế (Phân tích bao)

Định nghĩa: Giải điều chế là gì?

Trong bối cảnh phân tích rung động, giải điều chế là một kỹ thuật xử lý tín hiệu mạnh mẽ được sử dụng để phát hiện các tác động lặp lại, tần số thấp "ẩn" trong tín hiệu rung động tần số cao của máy móc. Đây là quy trình cốt lõi đằng sau thuật ngữ thường được biết đến hơn, Phân tích phong bì. Hai thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau.

Kỹ thuật này hoạt động bằng cách cô lập một dải rung động tần số cao, đóng vai trò là tín hiệu "sóng mang", và sau đó trích xuất "lớp vỏ" của tín hiệu đó. Lớp vỏ này cho thấy các mô hình tần số thấp tiềm ẩn của các tác động lặp lại, chẳng hạn như các tác động do các lỗi vi mô trong ổ trục hoặc bánh răng tạo ra.

Quá trình giải điều chế

Giải điều chế bao gồm một quá trình gồm ba bước:

1. Lọc thông dải: Đầu tiên, tín hiệu rung động thô được truyền qua bộ lọc thông dải tần số cao. Bộ lọc này loại bỏ các rung động mạnh, tần số thấp (như mất cân bằng và lệch trục) và chỉ tập trung vào vùng tần số cao, nơi sóng ứng suất từ ổ trục hoặc bánh răng va chạm gây ra cộng hưởng kết cấu.
2. Chỉnh sửa: Tín hiệu tần số cao đã được lọc sau đó được chỉnh lưu. Quá trình này đảo ngược phần âm của dạng sóng thành phần dương, về cơ bản tạo ra tín hiệu biểu diễn biên độ tuyệt đối.
3. Lọc thông thấp (bao phủ): Cuối cùng, tín hiệu chỉnh lưu này được đưa qua bộ lọc thông thấp. Quá trình này làm mịn tín hiệu "sóng mang" cộng hưởng tần số cao, chỉ để lại "đường bao" tần số thấp, theo dõi các đỉnh của tín hiệu chỉnh lưu. Tín hiệu đường bao thu được này biểu diễn trực tiếp tốc độ lặp lại của các tác động cơ bản.

Sau đó, một phép biến đổi FFT được thực hiện trên tín hiệu bao cuối cùng này. Phổ thu được, được gọi là phổ bao hoặc phổ giải điều chế, cho thấy các đỉnh rõ ràng tại tần số lỗi chính xác của các bộ phận ổ trục hoặc bánh răng.

Tại sao giải điều chế lại hiệu quả đến vậy?

Giải điều chế là một trong những kỹ thuật quan trọng nhất để phát hiện lỗi sớm vì cách nó xử lý tín hiệu va chạm.

• Cảnh báo sớm: Khi một mảnh vỡ nhỏ trên vòng bi bị một bộ phận lăn va chạm, nó sẽ tạo ra một lực tác động nhỏ, năng lượng thấp. Lực tác động này gây ra một xung rung động tần số cao rất ngắn khi cấu trúc máy "rung" ở tần số tự nhiên của nó.
• Tách tín hiệu khỏi nhiễu: Trong phổ FFT bình thường, lượng năng lượng nhỏ từ những tác động giai đoạn đầu này hoàn toàn bị chôn vùi bởi năng lượng khổng lồ từ các rung động tần số thấp như mất cân bằng.
• Tập trung vào Tỷ lệ lặp lại: Giải điều chế bỏ qua các tín hiệu tần số thấp mạnh. Nó tập trung vào "tiếng chuông" tần số cao và quan trọng nhất là *tốc độ lặp lại* của tiếng chuông đó. Chính tốc độ lặp lại này tương ứng trực tiếp với tần số lỗi ổ trục hoặc bánh răng (ví dụ: BPFO, BPFI, BSF, GMF).

Ứng dụng

Các ứng dụng chính của giải điều chế là:

• Phân tích ổ trục lăn: Đây là phương pháp xác định để phát hiện và chẩn đoán lỗi trong ổ bi và ổ trục con lăn, thường đưa ra cảnh báo nhiều tháng trước khi lỗi trở nên nghiêm trọng.
• Phân tích hộp số: Thiết bị này có hiệu quả cao trong việc phát hiện các vấn đề như răng bánh răng bị nứt hoặc gãy, tạo ra tín hiệu va chạm rõ ràng ở tốc độ quay gấp 1 lần tốc độ quay của bánh răng trong quang phổ giải điều chế.
• Các sự kiện tác động khác: Nó cũng có thể được sử dụng để phát hiện các hiện tượng tác động lặp đi lặp lại khác, chẳng hạn như các vấn đề về thời gian đóng mở của bẫy hơi hoặc thời gian đóng mở van động cơ.

← Quay lại Mục lục chính