Tích hợp trong rung động là gì? Chuyển đổi tín hiệu • 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 Tích hợp trong rung động là gì? Chuyển đổi tín hiệu • 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

Tích hợp trong rung động là gì? Chuyển đổi tín hiệu

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về tích hợp trong phân tích rung động

Định nghĩa: Tích hợp là gì?

Tích hợp TRONG rung động Phân tích là quá trình toán học chuyển đổi các phép đo rung động từ tham số này sang tham số khác bằng cách thực hiện tích phân trong miền thời gian hoặc chia cho tần số trong miền tần số. Thông thường nhất, tích phân chuyển đổi gia tốc (được đo bằng accelerometers) ĐẾN vận tốc, hoặc vận tốc tới sự dịch chuyển. Vì gia tốc, vận tốc và độ dịch chuyển có liên quan thông qua phép tính (vận tốc = ∫gia tốc dt; độ dịch chuyển = ∫vận tốc dt), tích phân cho phép thể hiện độ rung theo tham số phù hợp nhất cho ứng dụng và dải tần số.

Việc tích hợp là cần thiết vì các thông số rung động khác nhau là tối ưu cho các mục đích khác nhau: gia tốc để phân tích tần số cao (lỗi ổ trục), vận tốc để đánh giá tình trạng máy móc nói chung (tiêu chuẩn ISO) và độ dịch chuyển để đánh giá thiết bị tốc độ thấp và khoảng hở.

Mối quan hệ toán học

Tích hợp miền thời gian

  • Vận tốc từ gia tốc: v(t) = ∫ a(t) dt
  • Độ dịch chuyển từ vận tốc: d(t) = ∫ v(t) dt
  • Độ dịch chuyển từ gia tốc: d(t) = ∫∫ a(t) dt dt (tích phân kép)

Tích hợp miền tần số

Đơn giản hơn trong miền tần số:

  • Vận tốc từ gia tốc: V(f) = A(f) / (2πf)
  • Độ dịch chuyển từ vận tốc: D(f) = V(f) / (2πf)
  • Kết quả: Chia theo tần số, do đó tần số thấp được khuếch đại, tần số cao được giảm

Tại sao cần phải tích hợp

Giới hạn cảm biến

  • Máy đo gia tốc là loại cảm biến linh hoạt và phổ biến nhất
  • Nhưng gia tốc không phải lúc nào cũng là thông số tốt nhất để phân tích
  • Tích hợp cho phép sử dụng máy đo gia tốc cho tất cả các loại tham số
  • Tiết kiệm hơn nhiều loại cảm biến

Lựa chọn tham số theo tần số

  • Tần số cao (>1000 Hz): Tăng tốc tốt nhất (khuyết tật ổ trục)
  • Tần số trung bình (10-1000 Hz): Vận tốc tốt nhất (máy móc nói chung, tiêu chuẩn ISO)
  • Tần số thấp (< 10 Hz): Độ dịch chuyển tốt nhất (thiết bị tốc độ thấp, khoảng cách)
  • Tích hợp: Cho phép sử dụng tham số tối ưu cho từng dải tần số

Yêu cầu tiêu chuẩn

  • ISO 20816 chỉ định vận tốc RMS
  • Nếu đo gia tốc, phải tích hợp với vận tốc
  • Các phép đo của đầu dò tiệm cận trong chuyển dịch phải được chuyển đổi để so sánh vận tốc

Thách thức hội nhập

Trôi dạt tần số thấp

Vấn đề tích hợp chính:

  • Bất kỳ thành phần bù DC hoặc tần số rất thấp nào
  • Tích phân khuếch đại tần số thấp (chia cho số nhỏ)
  • Tạo ra lỗi tần số thấp lớn
  • Tín hiệu "trôi" ra khỏi thang đo
  • Giải pháp: Bộ lọc thông cao trước khi tích hợp (thường là ngưỡng cắt 2-10 Hz)

Khuếch đại tiếng ồn

  • Tích hợp là phép toán 1/f (khuếch đại tần số thấp)
  • Tiếng ồn tần số thấp được khuếch đại nhiều hơn tín hiệu
  • Có thể làm giảm tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
  • Giải pháp: Lọc nhiễu trước khi tích hợp

Lỗi tích hợp kép

  • Sự gia tốc đến sự dịch chuyển đòi hỏi sự tích hợp kép
  • Lỗi nhân lên
  • Rất nhạy cảm với độ lệch DC và nhiễu tần số thấp
  • Lọc thông cao mạnh mẽ là cần thiết (điển hình 10-20 Hz)

Quy trình tích hợp thích hợp

Tích hợp đơn (Tăng tốc đến vận tốc)

  1. Thu tín hiệu: Thu thập dữ liệu gia tốc với tốc độ lấy mẫu phù hợp
  2. Loại bỏ DC: Xóa bất kỳ độ lệch DC nào
  3. Bộ lọc thông cao: Áp dụng HPF ở tần số 2-10 Hz để loại bỏ độ trôi
  4. Tích hợp: Thực hiện tích phân (chia cho 2πf trong miền tần số)
  5. Xác minh: Kiểm tra kết quả để có giá trị hợp lý và không bị trôi

Tích hợp kép (Gia tốc đến Độ dịch chuyển)

  1. HPF hung hăng: Ngưỡng cắt 10-20 Hz (cao hơn tích hợp đơn)
  2. Tích hợp đầu tiên: Gia tốc → vận tốc
  3. Xác minh trung gian: Kiểm tra kết quả vận tốc
  4. Tích hợp thứ hai: Vận tốc → độ dịch chuyển
  5. Xác minh cuối cùng: Xác nhận sự dịch chuyển hợp lý

Miền tần số so với miền thời gian

Tích hợp miền tần số (Ưu tiên)

  • Phương pháp: FFT → chia cho 2πf → FFT nghịch đảo
  • Thuận lợi: Đơn giản, không có lỗi tích lũy, dễ áp dụng lọc
  • Thực hiện: Tiêu chuẩn trong máy phân tích hiện đại
  • Kết quả: Tích hợp sạch sẽ, chính xác

Tích hợp miền thời gian

  • Phương pháp: Tích phân số (quy tắc hình thang, quy tắc Simpson)
  • Thách thức: Lỗi tích lũy, trôi dạt, lọc phức tạp hơn
  • Sử dụng: Khi miền tần số không thực tế

Ứng dụng thực tế

Tuân thủ tiêu chuẩn

  • Chuyển đổi phép đo gia tốc kế sang vận tốc để so sánh theo ISO 20816
  • Chuyển đổi độ dịch chuyển của đầu dò tiệm cận thành vận tốc
  • Đảm bảo so sánh nhất quán giữa các loại cảm biến

Máy móc tốc độ thấp

  • Ở tốc độ thấp (< 500 vòng/phút), gia tốc và vận tốc trở nên nhỏ
  • Sự dịch chuyển có ý nghĩa hơn
  • Tích hợp gia tốc vào chuyển dịch để phân tích

Phân tích đa tham số

  • Xem cùng một rung động như gia tốc, vận tốc VÀ độ dịch chuyển
  • Mỗi tham số nhấn mạnh các dải tần số khác nhau
  • Hiểu biết toàn diện về đặc điểm rung động

Những sai lầm thường gặp

Tích hợp không lọc

  • Kết quả trong sự trôi dạt và lỗi
  • Giá trị dịch chuyển không sử dụng được
  • Luôn luôn lọc thông cao trước khi tích hợp

Tần số cắt sai

  • Quá thấp: vấn đề trôi
  • Quá cao: tần số thấp hợp lệ đã bị xóa
  • Phải cân bằng giữa việc ngăn ngừa trôi dạt và bảo toàn tín hiệu

So sánh các tham số hỗn hợp

  • Đừng so sánh trực tiếp gia tốc với vận tốc
  • Chuyển đổi sang cùng một tham số trước khi so sánh
  • Nội dung tần số ảnh hưởng đến tham số nào hiển thị giá trị cao hơn

Tích hợp là một thao tác xử lý tín hiệu cơ bản trong phân tích rung động, cho phép chuyển đổi giữa các phép đo gia tốc, vận tốc và dịch chuyển. Kỹ thuật tích hợp phù hợp—bao gồm lọc thông cao thích hợp để ngăn ngừa trôi dạt và hiểu rõ cách triển khai miền tần số—là điều cần thiết để chuyển đổi chính xác các thông số rung động, tuân thủ các tiêu chuẩn và phân tích đa thông số toàn diện về tình trạng máy móc.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp