了解信号滤波

1. 定义：什么是信号滤波？

信号滤波 是一种重要的信号处理技术 振动分析 滤波器用于去除信号中不需要的频率成分，或隔离特定的目标频率。滤波器本质上是一种电子电路或软件算法，它允许某些频率“通过”，同时阻止或衰减其他频率。

滤波在数字 振动分析仪 确保所分析的数据干净、准确且与当前的诊断任务相关。

2. 振动分析中常见的滤波器类型

信号处理中使用的滤波器有四种基本类型：

1. 低通滤波器： 允许低频通过，但阻挡高频。信号开始衰减的频率称为“截止频率”。
2. 高通滤波器： 与低通滤波器相反。它允许高频通过，但阻挡低频。
3. 带通滤波器： 允许特定频段或频率范围通过，同时阻挡较低和较高的频率。
4. 带阻（或陷波）滤波器： 与带通滤波器相反。它阻断特定频段，同时允许所有其他频段通过。

3. 过滤的关键应用

振动分析仪中滤波器有几种重要的用途：

a) 抗混叠滤波器

这可以说是过滤最重要的应用。 抗混叠滤波器 是一种陡峭的低通滤波器，在模拟信号数字化之前应用。其目的是滤除所有高于用户所选测量最大频率 (Fmax) 的频率成分。

这对于防止 混叠这是一种严重的数字信号处理错误，高频信号“折叠”并伪装成低频，导致完全错误的 光谱. 抗混叠滤波器是确保所有数字振动数据完整性的关键组件。

b) 整合与分化

振动测量如下 加速度, 速度， 或者 位移. 虽然 加速度计 是最常见的传感器，分析人员通常希望以速度的形式查看数据。为此，分析仪必须对加速度信号进行积分。此积分过程会严重放大极低频噪声（有时称为“滑雪坡”效应）。在积分之前，可以使用高通滤波器去除这些噪声，以产生干净、可用的速度或位移谱。

c) 包络分析 （解调）

包络分析是检测 轴承缺陷，很大程度上依赖于过滤。该过程包括：

1. 使用 带通滤波器 隔离存在轴承冲击信号的高频带。
2. 处理该过滤信号以提取冲击的重复率（“包络”）。
3. 分析该包络信号的频谱来识别轴承故障频率。

带通滤波器对于消除高能量、低频信号（如不平衡）至关重要，否则这些信号会淹没低能量轴承缺陷信号。

d) 诊断过滤

分析师还可以在数据采集后应用数字滤波器，以帮助诊断。例如，他们可以使用带通滤波器隔离特定齿轮啮合频率附近的振动，以便更清晰地观察 边带.

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