了解跟踪过滤器
定义：什么是跟踪滤波器？
跟踪过滤器 （也称为阶次跟踪滤波器或同步滤波器）是一种窄带通滤波器。 振动分析 这种仪器能够自动调节其中心频率，使其与机器转速的倍数（阶数）保持一致。例如，“1倍跟踪滤波器”持续跟踪运行速度的频率，滤除所有其他频率，只保留基频的1倍分量。类似地，2倍和3倍跟踪滤波器分别跟踪运行速度的两倍和三倍。.
跟踪滤波器是分析变速设备、启动/滑行瞬态过程以及隔离特定阶次分量的重要工具。 阶次分析. 它们能够测量 振幅 和 阶段 即使机器转速发生变化，同步部件也能正常工作。.
跟踪过滤器的工作原理
基本原则
- 速度参考： 转速表 或 关键相器 提供每转一次的脉冲
- 频率计算： 该仪器根据转速表计算瞬时旋转频率
- 阶乘： 将旋转频率乘以级数（1、2、3 等）
- 过滤器居中： 中心频率为计算频率的窄带通滤波器
- 连续调整： 随着速度变化，滤波器频率持续变化
- 输出： 仅包含选定阶分量的滤波信号
滤波器特性
- 带宽： 中心频率通常为±2-10%
- 狭窄性： 有效抑制邻近频率。
- 跟踪率： 能够跟上快速变化的速度
- 多重筛选： 现代仪器可同时跟踪多个订单
应用
1. 启动和滑行期分析
跟踪过滤器的主要应用：
2. 变速设备分析
- 即使速度发生变化，也要保持基于顺序的测量。
- 变频驱动电机，转速连续变化
- 风速不同的风力涡轮机
- 具有随负载变化的速度变化的工艺设备
- 即使速度波动，也能保持趋势分析的一致性。
3. 平衡
- 在轨道 1× 组件期间 平衡 程序
- 过滤掉非1×成分，以获得更清晰的测量结果。
- 仅在 1 倍频率下进行相位测量
- 通过抑制其他振动源来提高精度
4. 订单特定分析
- 筛选出特定订单进行详细研究
- 例如：跟踪 2 倍以监测错位进展
- 风机/泵的履带叶片通过顺序
- 分离重叠频率分量
跟踪滤波器的优势
速度独立性
- 无论速度变化如何，测量结果都有意义。
- 在相同基础上（顺序）比较不同速度下的数据
- 对于没有恒速的设备来说至关重要
组件隔离
- 将特定频率与其他所有频率区分开来
- 比全频谱FFT更清晰的信号
- 阶跃分量具有更高的信噪比
- 可实现精确的振幅和相位测量
瞬态分析
- 通过速度变化跟踪组件
- 加速/减速过程中的连续测量
- 无需稳态条件
- 揭示速度依赖性行为
局限性和注意事项
需要转速表
- 精确的速度参考至关重要
- 转速表信号质量会影响滤波器性能
- 无法用于没有速度参考装置的设备上
- 每转一次的脉冲必须可靠
仅跟踪同步组件
- 非同步故障未被捕获（大多数轴承缺陷）
- 未追踪电频率
- 随机振动被滤除
- 必须结合补充分析才能进行全面诊断
滤波器带宽权衡
- 窄过滤器： 对相邻频率的抑制能力更强，但对速度变化的响应速度较慢。
- 宽滤镜： 追踪速度更快，但可能包含附近组件
- 最佳的： 大多数应用通常需要 5-10% 带宽
跟踪滤波器与快速傅里叶变换
| 特征 | 快速傅里叶变换分析 | 跟踪过滤器 |
|---|---|---|
| 速度要求 | 可在任何速度下工作 | 需要转速表 |
| 速度变化 | 需要匀速行驶 | 可处理不同速度 |
| 信息 | 全频谱，所有频率 | 仅限单笔订单 |
| 非同步故障 | 检测所有故障 | 错过非同步 |
| 瞬态分析 | 难的 | 出色的 |
| 最适合 | 一般诊断，稳态 | 临界速度分析，变速 |
现代实施方案
数字跟踪滤波器
- 现代分析仪中的软件滤波器
- 多笔同时下单（1笔、2笔、3笔同时下单）
- 可调节带宽
- 瞬态过程中的实时显示
订单分析集成
- 跟踪过滤器是综合订单分析的基础
- 提取全阶频谱（同时提取所有阶次）
- 彩色地图显示订单与速度的关系
- 基于订单跟踪数据的自动临界速度检测
跟踪滤波器是振动分析中一种功能强大的专用工具，尤其适用于转子动力学和变速设备。跟踪滤波器能够在速度变化的情况下保持对特定阶次的关注，从而实现瞬态分析和与速度无关的部件监测，而这些是标准FFT技术无法实现的。因此，跟踪滤波器对于关键速度识别和高级机械诊断至关重要。.
类别
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