Hiểu về lọc tín hiệu

1. Định nghĩa: Lọc tín hiệu là gì?

Lọc tín hiệu là một kỹ thuật xử lý tín hiệu quan trọng được sử dụng trong vibration analysis để loại bỏ các thành phần tần số không mong muốn khỏi tín hiệu hoặc để cô lập các tần số quan tâm cụ thể. Bộ lọc về cơ bản là một mạch điện tử hoặc thuật toán phần mềm cho phép một số tần số nhất định "đi qua" trong khi chặn hoặc làm suy yếu các tần số khác.

Lọc được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật số máy phân tích rung động để đảm bảo dữ liệu được phân tích là sạch, chính xác và phù hợp với nhiệm vụ chẩn đoán đang thực hiện.

2. Các loại bộ lọc phổ biến trong phân tích rung động

Có bốn loại bộ lọc cơ bản được sử dụng trong xử lý tín hiệu:

1. Bộ lọc thông thấp: Cho phép tần số thấp đi qua nhưng chặn tần số cao. Tần số mà tín hiệu bắt đầu bị suy giảm được gọi là "tần số cắt".
2. Bộ lọc thông cao: Ngược lại với bộ lọc thông thấp. Nó cho phép tần số cao đi qua nhưng chặn tần số thấp.
3. Bộ lọc thông dải: Cho phép một dải tần số hoặc phạm vi tần số cụ thể đi qua trong khi chặn cả tần số thấp và cao.
4. Bộ lọc Band-Stop (hoặc Notch): Ngược lại với bộ lọc thông dải. Nó chặn một dải tần số cụ thể trong khi cho phép tất cả các dải tần số khác đi qua.

3. Các ứng dụng chính của lọc

Bộ lọc được sử dụng theo một số cách quan trọng trong máy phân tích độ rung:

a) Bộ lọc khử răng cưa

Đây có thể được coi là ứng dụng quan trọng nhất của lọc. bộ lọc chống răng cưa là một bộ lọc thông thấp dốc được áp dụng cho tín hiệu tương tự *trước khi* được số hóa. Mục đích của nó là loại bỏ mọi nội dung tần số cao hơn tần số tối đa (Fmax) mà người dùng đã chọn cho phép đo.

Điều này là cần thiết để ngăn ngừa răng cưa, một lỗi xử lý tín hiệu số nghiêm trọng trong đó tần số cao "gập lại" và ngụy trang thành tần số thấp, dẫn đến kết quả hoàn toàn không chính xác quang phổBộ lọc khử răng cưa là thành phần quan trọng đảm bảo tính toàn vẹn của mọi dữ liệu rung động kỹ thuật số.

b) Tích hợp và Phân biệt

Độ rung được đo như gia tốc, vận tốc, hoặc sự dịch chuyển. Trong khi một máy đo gia tốc Là cảm biến phổ biến nhất, nhà phân tích thường muốn xem dữ liệu dưới dạng vận tốc. Để làm được điều này, máy phân tích phải tích hợp tín hiệu gia tốc. Quá trình tích hợp này có thể khuếch đại đáng kể nhiễu tần số rất thấp (đôi khi được gọi là hiệu ứng "sườn dốc trượt tuyết"). Bộ lọc thông cao được sử dụng để loại bỏ nhiễu này trước khi tích hợp, nhằm tạo ra phổ vận tốc hoặc phổ dịch chuyển rõ ràng, có thể sử dụng được.

c) Phân tích phong bì (Giải điều chế)

Phân tích phong bì, kỹ thuật chính để phát hiện khuyết tật ổ trục, phụ thuộc rất nhiều vào quá trình lọc. Quá trình này bao gồm:

1. Sử dụng một bộ lọc thông dải để cô lập dải tần số cao nơi có tín hiệu va chạm ổ trục.
2. Xử lý tín hiệu đã lọc này để trích xuất tốc độ lặp lại (phần “bao phủ”) của các tác động.
3. Phân tích quang phổ của tín hiệu bao này để xác định tần số lỗi ổ trục.

Bộ lọc thông dải rất quan trọng để loại bỏ các tín hiệu năng lượng cao, tần số thấp (như mất cân bằng) nếu không sẽ làm nhiễu các tín hiệu lỗi ổ trục năng lượng thấp.

d) Lọc chẩn đoán

Các nhà phân tích cũng có thể áp dụng các bộ lọc kỹ thuật số vào dữ liệu sau khi thu thập để hỗ trợ chẩn đoán. Ví dụ, họ có thể sử dụng bộ lọc thông dải để cô lập rung động xung quanh tần số lưới bánh răng cụ thể, từ đó có cái nhìn rõ ràng hơn về... dải bên.

← Quay lại Mục lục chính