了解高通滤波器
定义：什么是高通滤波器？
高通滤波器 高通滤波器（HPF）是一种频率选择性信号处理元件，它允许 振动 高于指定截止频率的分量可以透过，而低于截止频率的分量则会被衰减（降低）。 振动分析, 高通滤波器用于去除低频振动（来自）。 不平衡, 错位）并专注于高频内容（来自 轴承缺陷, （例如齿轮啮合、电频率），或消除传感器安装谐振效应和直流偏移。.
高通滤波器是以下方面的基本组成部分： 包络分析, 抗混叠系统和信号调理，能够从特定频率范围中提取诊断信息，同时抑制可能掩盖或淹没目标信号的不需要的低频分量。.
滤波器特性
截止频率 (fc)
- 定义： 滤波器响应下降到 -3 dB 时的频率（通带幅度为 70.7%）
- 低于 fc： 频率逐渐衰减
- 以上 fc： 频率以最小的衰减通过
- 选择： 根据应用和感兴趣的频率内容选择 fc
滤波器斜率（滚降率）
- 截止频率以下的衰减率
- 以每倍频程分贝或每十倍频程分贝表示。
- 第一阶段： 6 dB/倍频程（20 dB/十倍频程）——缓坡
- 第二阶： 12 dB/倍频程（40 dB/十倍频程）——中等斜率
- 第四阶： 24 dB/倍频程（80 dB/十倍频程）——陡峭斜率
- 更高阶： 过渡更锐利，拒绝效果更好，但也更复杂
筛选类型
- 巴特沃斯： 最大程度平坦的通带响应
- 切比雪夫： 截止频率更陡，但通带内存在纹波
- 贝塞尔： 最佳时域特性（最小相位失真）
- 椭圆： 过渡最为陡峭，但通带和阻带均有波纹。
振动分析的应用
1. 轴承缺陷检测
最常见的应用：
- 隔断： 通常为 500-2000 赫兹
- 目的： 消除低频不平衡和不对中振动
- 结果： 重点关注高频轴承冲击信号
- 使用： 包络分析处理的第一阶段
2. 速度/位移的积分
- 将加速度积分到速度或位移时
- 2-10 Hz 高通滤波器可消除直流偏移和极低频成分。
- 防止积分误差和漂移
- 对于精确的低频积分至关重要
3. 传感器安装谐振消除
- 加速度计安装谐振频率（磁性安装通常为 3-10 kHz）
- 高通滤波器可以消除这种共振伪影。
- 确保测量结果反映的是机器振动，而不是传感器效应。
4. 直流偏移消除
- 截止频率极低（0.5-2 Hz）的高通滤波器可滤除直流分量
- 信号处理所必需的
- 防止FFT误差和积分漂移
实际实施
模拟滤波器与数字滤波器
模拟高通滤波器
- 信号调理中的硬件电路
- 实时操作
- 抗锯齿和传感器调节
- 一旦设计完成，其特性就固定下来了。
数字高通滤波器
- 基于软件的后期处理
- 可调节截止频率和滤波器顺序
- 数据收集后可应用/移除
- 现代分析仪提供多种过滤选项
选择截止频率
轴承分析
- 将 fc 设置为低于最低轴承故障频率
- 典型值：500-1000 Hz 截止频率
- 移除 1×、2×、齿轮啮合等。.
- 通过轴承故障频率（通常为 50-500 Hz）及其高频调制
为了集成
- 将 fc 设置为目标最低频率的 2-5 倍
- 太低：允许漂移
- 过高：会衰减有效的低频成分
- 典型值：2-10 Hz，适用于一般积分
对测量结果的影响
振幅效应
- 低于截止频率的频率振幅减小。
- 极低频率基本被消除
- 远高于截止频率的频率不受影响
- 过渡区呈现逐渐减少的趋势
相位效应
- 过滤器引入 阶段 转移
- 相移频率相关
- 可以影响时域波形形状
- 贝塞尔滤波器可最大限度地减少相位失真
波形效应
- 消除低频基线变化
- 波形中心位于零附近
- 可以改变表观波形特征
- 理解滤波原理对于解读波形至关重要。
与其他过滤器结合使用
高通滤波器 + 低通滤波器 = 带通滤波器
- 高通滤波器阻挡低频信号
- 低通滤波器会阻挡高频信号
- 组合仅通过中间频段
- 创建特定频率范围的带通滤波器
多级处理中的高通滤波
- 数字化前的抗锯齿（低通滤波）
- 用于直流消除的高通滤波器
- 用于包络分析的带通滤波器
- 复杂信号调理的序列滤波
高通滤波器是振动分析中必不可少的信号处理工具，它通过去除主要的低频分量来提取高频诊断信息。了解高通滤波器的特性——截止频率、滤波器阶数以及对幅值和相位的影响——对于正确应用于轴承分析、信号积分以及任何需要频率选择性测量的分析都至关重要。.
类别
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 