Zoom FFT là gì? Phân tích phổ độ phân giải cao • 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 Zoom FFT là gì? Phân tích phổ độ phân giải cao • 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

Zoom FFT là gì? Phân tích quang phổ độ phân giải cao

Được xuất bản bởi admin trên

Hiểu về Zoom FFT

Định nghĩa: Zoom FFT là gì?

Phóng to FFT (còn gọi là FFT độ phân giải cao hoặc zoom tần số) là một công nghệ tiên tiến Biến đổi Fourier nhanh Kỹ thuật này cung cấp độ phân giải tần số rất tốt trong một dải tần hẹp đã chọn thay vì trên toàn bộ phổ. Thay vì phân tích 0-1000 Hz với độ phân giải 1 Hz (1000 dòng), FFT phóng to có thể phân tích 95-105 Hz với độ phân giải 0,01 Hz (cũng là 1000 dòng nhưng tập trung trong dải hẹp). Sự cải thiện đáng kể về độ phân giải này cho phép tách các thành phần tần số có khoảng cách gần nhau như dải bên, xác định tần số chính xác và phân tích chi tiết các vùng quang phổ cụ thể.

Zoom FFT rất cần thiết để chẩn đoán các lỗi thanh rôto động cơ (giải quyết các dải bên tần số trượt), các vấn đề về bánh răng (xác định các mẫu điều chế) và bất kỳ tình huống nào có thông tin chẩn đoán quan trọng tồn tại trong các đỉnh gần nhau sẽ hợp nhất với nhau trong phân tích FFT tiêu chuẩn.

Tại sao cần có Zoom FFT

Giới hạn độ phân giải của FFT chuẩn

FFT chuẩn có giới hạn độ phân giải cơ bản:

  • Độ phân giải = Fmax / Số dòng
  • Ví dụ: phạm vi 0-1000 Hz, 800 dòng → độ phân giải 1,25 Hz
  • Vấn đề: Không thể phân biệt các đỉnh được ngăn cách bởi < 1,25 Hz
  • Tần suất trượt: Thường là 0,5-2 Hz, cần độ phân giải tốt hơn để thấy các dải bên

Cải thiện sự đánh đổi về độ phân giải

  • Giảm Fmax: 0-100 Hz cho độ phân giải 0,125 Hz (tốt hơn) NHƯNG bỏ lỡ nội dung tần số cao
  • Tăng dòng: 8000 dòng cho 0,125 Hz NHƯNG thời gian xử lý/bộ nhớ tốn kém
  • Phóng to FFT: Kết hợp độ phân giải cao trong dải quan tâm với khả năng xử lý hợp lý

Cách thức hoạt động của Zoom FFT

Quy trình cơ bản

  1. Chọn băng tần: Chọn tần số trung tâm và băng thông (ví dụ: 100 Hz ± 10 Hz)
  2. Sự thay đổi tần số: Chuyển đổi kỹ thuật số băng tần đã chọn xuống gần DC (băng tần cơ sở)
  3. Sự suy tàn: Giảm tốc độ lấy mẫu theo tỷ lệ băng thông hẹp
  4. Tính toán FFT: Thực hiện FFT trên tín hiệu tốc độ giảm
  5. Kết quả: Phổ độ phân giải cao của dải hẹp được chọn

Độ phân giải tăng

  • Nếu phóng to đến 1/10 toàn màn hình, độ phân giải sẽ tốt hơn 10 lần
  • Ví dụ: 0-1000 Hz ở độ phân giải 1 Hz → Phóng to đến 95-105 Hz ở độ phân giải 0,01 Hz
  • Độ lợi = (Độ rộng toàn màn hình / Độ rộng thu phóng)

Ứng dụng

1. Phát hiện lỗi thanh rotor động cơ

Ứng dụng FFT zoom cổ điển:

  • Vấn đề: Dải tần số trượt (khoảng cách 0,5-2 Hz) quá gần để phân giải trong FFT tiêu chuẩn
  • Giải pháp: Phóng to FFT khoảng 1 lần tốc độ chạy với độ phân giải 0,1 Hz hoặc cao hơn
  • Kết quả: Các dải bên tách biệt rõ ràng cho thấy thanh rôto bị hỏng
  • Phân tích: Biên độ dải bên cho biết số lượng thanh bị hỏng

2. Chẩn đoán bánh răng

  • Phóng to xung quanh tần số lưới bánh răng
  • Giải quyết các dải bên ở khoảng cách tốc độ trục
  • Xác định tần suất răng săn mồi
  • Phân biệt dải biên bánh răng và dải biên bánh răng

3. Phân tích ổ trục

  • Phóng to xung quanh tần số lỗi ổ trục
  • Giải quyết cấu trúc dải bên
  • Xác định tần suất lỗi chính xác (so sánh với tính toán)
  • Phân tích các mẫu điều chế

4. Phân tích tần số điện

  • Phóng to xung quanh tần số dòng hoặc tần số dòng 2×
  • Giải quyết các dải tần số trượt trong rung động liên quan đến dòng điện
  • Xác định chính xác tần số cực đi qua

5. Nghiên cứu tốc độ quan trọng

  • Phóng to xung quanh các tần số tự nhiên đáng ngờ
  • Xác định chính xác tần số cộng hưởng
  • Đo chiều rộng đỉnh cộng hưởng để tính toán giảm chấn

Quy trình vận hành

Cài đặt

  1. FFT chuẩn đầu tiên: Xác định vùng tần số quan tâm
  2. Chọn Trung tâm: Chọn tần số trung tâm để thu phóng
  3. Chọn khoảng cách: Chọn băng thông thu phóng (hẹp để có độ phân giải cao)
  4. Thiết lập tham số: Số lượng dòng (thường giống như FFT tiêu chuẩn)
  5. Thu thập dữ liệu: Công cụ thực hiện zoom FFT

Cài đặt điển hình

  • Dải bên động cơ: Trung tâm ở 1× (30 Hz), khoảng ±10 Hz, 800 dòng → độ phân giải 0,025 Hz
  • Lưới bánh răng: Trung tâm tại GMF (600 Hz), khoảng ±50 Hz, 1600 dòng → độ phân giải 0,0625 Hz
  • Lỗi ổ trục: Trung tâm tại BPFO (150 Hz), khoảng ±25 Hz, 800 dòng → độ phân giải 0,0625 Hz

Thuận lợi

Độ phân giải cao

  • Độ phân giải tốt hơn 10-100 lần so với FFT tiêu chuẩn
  • Tách các đỉnh không thể phân biệt được bằng cách khác
  • Tiết lộ thông tin chẩn đoán chi tiết

Hiệu quả tính toán

  • Hiệu quả hơn so với việc tăng các dòng trên toàn bộ quang phổ
  • Xử lý nhanh hơn
  • Yêu cầu ít bộ nhớ hơn

Đo tần số chính xác

  • Xác định tần số đỉnh chính xác
  • So sánh với tính toán lý thuyết
  • Xác minh chẩn đoán lỗi

Hạn chế

Chỉ băng tần hẹp

  • Chỉ hiển thị vùng tần số đã chọn
  • Bỏ lỡ thông tin bên ngoài băng tần zoom
  • Phải biết khoảng cách để phóng to
  • Yêu cầu FFT chuẩn trước để có cái nhìn tổng quan

Kiến thức người dùng cần thiết

  • Phải chọn vùng thu phóng phù hợp
  • Cần hiểu rõ những gì cần tìm kiếm
  • Không phù hợp để sàng lọc chung
  • Phức tạp hơn FFT tiêu chuẩn

Đầu tư thời gian

  • Đo lường bổ sung ngoài FFT tiêu chuẩn
  • Thời gian thiết lập và lựa chọn tham số
  • Được chứng minh là có thiết bị quan trọng hoặc các vấn đề đã được xác nhận

Zoom FFT là một công cụ phân tích phổ mạnh mẽ, cung cấp độ phân giải tần số cao cần thiết để phân tích các thành phần rung động nằm gần nhau, rất quan trọng trong việc chẩn đoán lỗi điện động cơ, lỗi bánh răng và các vấn đề về ổ trục. Việc thành thạo các kỹ thuật Zoom FFT—biết khi nào nên sử dụng, cách chọn các thông số phù hợp và diễn giải phổ độ phân giải cao thu được—là điều cần thiết cho việc phân tích rung động nâng cao và chẩn đoán lỗi chi tiết trong các máy móc phức tạp.

← Quay lại Mục lục chính

Categories:
WhatsApp