Hiểu về sự mạch lạc

1. Định nghĩa: Sự mạch lạc là gì?

Sự mạch lạc (còn gọi là Hàm Coherence) là một công cụ xử lý tín hiệu được sử dụng trong vibration analysis để xác định chất lượng và độ tin cậy của phép đo. Đây là giá trị từ 0 đến 1, biểu thị mức độ tín hiệu đầu ra ở một tần số nhất định được gây ra trực tiếp bởi tín hiệu đầu vào.

• Một sự mạch lạc của 1.0 ở một tần số cụ thể có nghĩa là có mối quan hệ tuyến tính hoàn hảo giữa hai tín hiệu. 100% của đầu ra ở tần số đó là do đầu vào gây ra.
• Một sự mạch lạc của 0.5 nghĩa là chỉ có 50% năng lượng của tín hiệu đầu ra ở tần số đó là có liên quan tuyến tính với tín hiệu đầu vào. 50% còn lại là do các yếu tố khác như nhiễu, phi tuyến tính hoặc các yếu tố đầu vào chưa được đo lường khác.
• Một sự mạch lạc của 0.0 có nghĩa là không có mối quan hệ tuyến tính nào giữa hai tín hiệu ở tần số đó.

Độ kết hợp được tính toán bằng cách sử dụng mật độ phổ công suất chéo và yêu cầu một máy phân tích đa kênh có thể đo hai tín hiệu cùng lúc.

2. Công dụng chính của sự mạch lạc

Sự mạch lạc chủ yếu được sử dụng trong hai lĩnh vực chính:

a) Xác thực Chức năng đáp ứng tần số (FRF) Các phép đo

Đây là ứng dụng phổ biến và quan trọng nhất của tính mạch lạc. Khi thực hiện kiểm tra va chạm (hoặc kiểm tra va đập) để đo FRF, biểu đồ mạch lạc rất cần thiết để đánh giá chất lượng dữ liệu.

• Đo lường tốt: Để có một FRF hợp lệ, độ kết hợp phải rất gần với 1,0 ở các tần số tương ứng với các đỉnh cộng hưởng. Nếu độ kết hợp cao (ví dụ: >0,95), nhà phân tích có thể tin chắc rằng phản ứng đo được thực sự là do tác động của búa chứ không phải do rung động nền hoặc nhiễu đo.
• Đo lường kém: Nếu độ kết hợp giảm đáng kể tại đỉnh cộng hưởng, điều đó cho thấy phép đo kém. Điều này có thể do lực búa đập yếu, môi trường nhiễu, hoặc phản ứng cấu trúc phi tuyến tính. Nhà phân tích nên loại bỏ dữ liệu từ tác động đó và thử lại. Độ kết hợp tự nhiên sẽ thấp tại các phản cộng hưởng (các "thung lũng" trong FRF), điều này là bình thường.

b) Xác định nguồn

Có thể sử dụng tính nhất quán để xác định xem rung động từ một máy có gây ra rung động ở máy khác hay không. Ví dụ, nếu bạn có một máy bơm và một động cơ trên cùng một bệ máy và bạn nghi ngờ động cơ là nguyên nhân gây ra rung động của máy bơm:

• Procedure: Đặt một máy đo gia tốc trên động cơ (đầu vào) và một cảm biến gia tốc thứ hai trên máy bơm (đầu ra). Đo cả hai tín hiệu cùng lúc và tính toán độ nhất quán.
• Giải thích: Nếu tính nhất quán cao ở động cơ tốc độ chạy, nó cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy rung động được truyền từ động cơ đến máy bơm thông qua cấu trúc chung của chúng. Nếu độ đồng nhất thấp, rung động của máy bơm có thể do chính các vấn đề của nó (ví dụ: mất cân bằng bơm, hiện tượng sủi bọt) chứ không phải do động cơ.

3. Các yếu tố làm giảm tính mạch lạc

Một số yếu tố có thể khiến giá trị kết hợp nhỏ hơn 1,0:

• Tiếng ồn đo lường: Sự nhiễm bẩn của tín hiệu đầu vào hoặc đầu ra do tiếng ồn bên ngoài.
• Hệ thống phi tuyến tính: Tính mạch lạc chỉ đo lường mối quan hệ *tuyến tính*. Nếu hệ thống không tuyến tính (ví dụ, do độ lỏng lẻo, vết nứt hoặc tương tác giữa chất lỏng và cấu trúc), tính mạch lạc sẽ thấp ngay cả khi có mối quan hệ nhân quả.
• Độ trễ thời gian: Độ trễ thời gian đáng kể giữa tín hiệu đầu vào và đầu ra có thể làm giảm tính nhất quán.
• Các đầu vào chưa được đo lường khác: Nếu đầu ra được tạo ra bởi nhiều nguồn và bạn chỉ đo một trong số chúng làm đầu vào thì tính nhất quán sẽ thấp.

Tóm lại, hàm thống nhất là một công cụ kiểm soát chất lượng quan trọng đối với các phép đo rung động nâng cao, mang lại sự tin cậy vào tính hợp lệ của dữ liệu FRF và giúp xác định đường truyền rung động.

← Quay lại Mục lục chính