Dải động là gì? Khả năng đo lường • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác Dải động là gì? Khả năng đo lường • Máy cân bằng di động, máy phân tích rung động "Balanset" dùng để cân bằng động máy nghiền, quạt, máy nghiền, máy khoan trên máy gặt đập liên hợp, trục, máy ly tâm, tua bin và nhiều loại rôto khác

Dải động là gì? Khả năng đo lường

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về dải động

Định nghĩa: Dải động là gì?

Dải động là tỷ lệ giữa tín hiệu lớn nhất và nhỏ nhất mà hệ thống đo lường có thể xử lý chính xác, thường được biểu thị bằng decibel (dB). Đối với rung động Trong các hệ thống đo lường, dải động xác định khoảng cách từ nền nhiễu (tín hiệu tối thiểu có thể phát hiện) đến điểm bão hòa (tín hiệu tối đa trước khi cắt hoặc méo). Dải động rộng cho phép đo cả rung động rất nhỏ (lỗi ổ trục sớm) và rung động rất lớn (mất cân bằng nghiêm trọng) với cùng một thiết bị đo.

Dải động rất quan trọng vì rung động máy móc thực tế bao gồm các thành phần trải rộng trên nhiều biên độ—từ va chạm khuyết tật ổ trục micro-g đến lực mất cân bằng đa g. Dải động đầy đủ đảm bảo tất cả thông tin chẩn đoán được thu thập mà không bị nhiễu hoặc bão hòa hệ thống đo lường.

Biểu thức toán học

Công thức

  • Dải động (dB) = 20 × log₁₀(Tín hiệu cực đại / Tín hiệu cực tiểu)
  • Ví dụ: Tối đa 10V, Tối thiểu 1mV → DR = 20 × log(10/0,001) = 80 dB
  • Thang đo Decibel chứa các tỷ lệ lớn một cách nhỏ gọn

Tỷ lệ tuyến tính

  • Phạm vi động cũng có thể được thể hiện dưới dạng tỷ lệ đơn giản
  • Tỷ lệ 80 dB = 10.000:1
  • Tỷ lệ 100 dB = 100.000:1
  • Tỷ lệ 120 dB = 1.000.000:1

Các thành phần ảnh hưởng đến dải động

Giới hạn trên: Độ bão hòa

  • Độ bão hòa cảm biến: Độ rung tối đa trước khi kẹp đầu ra cảm biến
  • Độ bão hòa của bộ chuyển đổi A/D: Điện áp tối đa trước kẹp số hóa (±5V, ±10V điển hình)
  • Độ bão hòa của bộ khuếch đại: Các giai đoạn điều hòa tín hiệu có thể cắt
  • Tác dụng: Tín hiệu đạt đỉnh, dạng sóng bị méo, quang phổ hiển thị sóng hài sai

Giới hạn dưới: Độ ồn nền

  • Tiếng ồn cảm biến: Tiếng ồn điện vốn có trong thiết bị điện tử cảm biến
  • Tiếng ồn của cáp: Nhiễu điện trong cáp
  • Tiếng ồn của nhạc cụ: Tiếng ồn điện tử trong máy phân tích
  • Tiếng ồn lượng tử hóa: Từ độ phân giải bộ chuyển đổi A/D
  • Tác dụng: Tín hiệu dưới mức nhiễu không thể phân biệt được với nhiễu

Dải động điển hình

Cảm biến

  • Máy đo gia tốc IEPE: 80-100 dB điển hình
  • Máy đo gia tốc chế độ sạc: 100-120 dB
  • Bộ chuyển đổi tốc độ: 60-80 dB
  • Đầu dò tiệm cận: 60-80 dB

Máy phân tích và thu thập dữ liệu

  • Bộ chuyển đổi A/D 16 bit: ~96 dB lý thuyết, 80-90 dB thực tế
  • Bộ chuyển đổi A/D 24 bit: ~144 dB lý thuyết, 110-120 dB thực tế
  • Máy phân tích hiện đại: Dải động hệ thống điển hình 90-110 dB

Tầm quan trọng trong phân tích rung động

Tín hiệu nhỏ và lớn đồng thời

  • Phổ có thể có đỉnh 1× lớn (mất cân bằng) và đỉnh lỗi ổ trục nhỏ
  • Tỷ lệ có thể là 1000:1 hoặc hơn (60 dB)
  • Phạm vi động đầy đủ đảm bảo cả hai đều có thể nhìn thấy
  • Phạm vi không đủ: các đỉnh nhỏ bị mất trong nhiễu hoặc các đỉnh lớn bão hòa

Phân tích phong bì

  • Yêu cầu phát hiện các tác động ổ trục năng lượng thấp khi có rung động tần số thấp năng lượng cao
  • Dải động rộng quan trọng để phát hiện sớm khuyết tật ổ trục
  • Lọc thông dải giúp ích nhưng dải động vẫn quan trọng

Phân tích quang phổ

  • Muốn xem cả đỉnh chi phối và đỉnh chẩn đoán nhỏ
  • Thang biên độ logarit giúp hình dung phạm vi rộng
  • Dải động xác định phạm vi có thể nhìn thấy trong quang phổ

Tối ưu hóa dải động

Cài đặt tăng

  • Điều chỉnh mức tăng đầu vào để sử dụng toàn bộ dải A/D
  • Độ khuếch đại quá thấp: độ phân giải kém (giới hạn nhiễu)
  • Độ khuếch đại quá cao: cắt xén (giới hạn bão hòa)
  • Tối ưu: tín hiệu đạt đỉnh ở mức 70-80% của toàn thang đo

Lựa chọn cảm biến

  • Chọn độ nhạy phù hợp với rung động dự kiến
  • Độ nhạy cao cho độ rung thấp
  • Độ nhạy thấp cho độ rung cao
  • Thỏa hiệp nếu phạm vi rung động rất rộng

Lọc

  • Bộ lọc thông cao loại bỏ thành phần tần số thấp chiếm ưu thế
  • Cho phép sử dụng mức tăng cao hơn trên tín hiệu còn lại
  • Tăng hiệu quả phạm vi động cho phân tích tần số cao
  • Chiến lược được sử dụng trong phân tích phong bì

Các vấn đề thực tế

Độ bão hòa (Cắt)

  • Triệu chứng: Dạng sóng phẳng, sóng hài giả trong quang phổ
  • Gây ra: Tín hiệu vượt quá phạm vi hệ thống
  • Giải pháp: Giảm độ khuếch đại, sử dụng cảm biến có độ nhạy thấp hơn, lọc các thành phần lớn
  • Phòng ngừa: Kiểm tra các chỉ số cắt trên thiết bị

Giới hạn tiếng ồn

  • Triệu chứng: Không phát hiện được những thay đổi rung động nhỏ, nhiễu quang phổ
  • Gây ra: Tín hiệu quá gần mức nhiễu nền
  • Giải pháp: Tăng độ khuếch đại, sử dụng cảm biến có độ nhạy cao hơn, cáp/đất tốt hơn

Hiển thị và Tỷ lệ

Thang đo tuyến tính

  • Phạm vi hiển thị hiệu quả hạn chế (~40-50 dB)
  • Các đỉnh nhỏ không nhìn thấy được nếu có các đỉnh lớn
  • Tốt cho các tình huống có phạm vi động hạn chế

Thang logarit (dB)

  • Có thể hiển thị toàn bộ dải động trên một biểu đồ
  • Cả đỉnh nhỏ và đỉnh lớn đều có thể nhìn thấy
  • Tiêu chuẩn phân tích yêu cầu phạm vi động rộng
  • Cần thiết cho chẩn đoán chi tiết

Dải động là một thông số kỹ thuật cơ bản xác định khả năng của hệ thống đo lường trong việc xử lý các tín hiệu trải rộng trên nhiều dải biên độ. Việc hiểu rõ dải động, tối ưu hóa nó thông qua các thiết lập độ lợi và lựa chọn cảm biến phù hợp, cũng như nhận biết các hạn chế của nó cho phép thu thập tất cả thông tin chẩn đoán—từ các dấu hiệu lỗi ban đầu khó phát hiện đến rung động cơ học chủ yếu—trong các phép đo rung động toàn diện và đáng tin cậy.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp