Elmonitor de vibraciónHY-3SF juega un papel clave en el monitoreo del estado de los equipos industriales y el diagnóstico de fallas. El procesamiento de señal preciso es el enlace central de su trabajo efectivo, que afecta directamente el juicio del estado del equipo y la predicción de fallas. Este artículo explicará el proceso de procesamiento de señales de HY-3SF.

Adquisición de señal

1. Salida del sensor

HY-3SF primero obtiene la señal de la fuente de vibración, generalmente a través de unsensor de aceleraciónPara obtener una señal analógica de variación de dominio de tiempo que contiene información de vibración del equipo. Por ejemplo, en el monitoreo de una gran maquinaria giratoria, como turbinas o generadores, los sensores de aceleración se instalan en partes clave del equipo, como los rodamientos.

Estos sensores pueden convertir la vibración mecánica en señales eléctricas, y las características de sus señales de salida, como la amplitud y la frecuencia, están estrechamente relacionadas con el estado de vibración del equipo. Por ejemplo, cuando el equipo funciona normalmente, la señal de aceleración fluctúa dentro de un rango relativamente estable; Cuando el equipo falla, como la desalineación o el desgaste de los rodamientos, las características de amplitud y frecuencia de la señal cambiarán significativamente.

2. Determinación del parámetro de muestreo

En el instrumento digital HY-3SF, para reconstruir con precisión la forma de onda del dominio del tiempo, se debe determinar la velocidad de muestreo y el número de puntos de muestreo. La duración del tiempo de observación es igual al período de muestreo multiplicado por el número de puntos de muestreo. Por ejemplo, si el período de cambio de una señal de vibración a ser monitoreada es de 1 segundo, de acuerdo con el teorema de muestreo (Teorema de muestreo de Nyquist), la frecuencia de muestreo debe ser mayor del doble de la frecuencia más alta de la señal. Suponiendo que la frecuencia de vibración más alta del equipo es de 500Hz, la frecuencia de muestreo se puede seleccionar para que esté por encima de 1000Hz.

La selección del número de puntos de muestreo también es crítica. Las opciones comunes son 1024, un número de potencia de 2, que no solo es conveniente para los cálculos de FFT posteriores, sino que también tiene ciertas ventajas en el procesamiento de datos.

Acondicionamiento de señal

1. Filtrado

Filtro de paso bajo: utilizado para eliminar el ruido de interferencia de alta frecuencia. Por ejemplo, cerca de algunos equipos eléctricos, puede haber interferencia electromagnética de alta frecuencia. El filtro de paso bajo puede eliminar de manera efectiva estas señales que son más altas que el rango de frecuencia de vibración normal del equipo y retener la baja frecuencia de baja frecuencia a los componentes de la señal de vibración de frecuencia media.

Filtro de paso alto: puede eliminar la CC y el ruido de baja frecuencia. Durante la fase de arranque o parada de algunos equipos, puede haber señales de desplazamiento o deriva de baja frecuencia. El filtro de paso alto puede filtrarlos para asegurarse de que se retenga la señal que refleja principalmente la vibración de funcionamiento normal del equipo.

Filtro de paso de banda: el filtro de paso de banda entra en juego cuando es necesario centrarse en la señal de vibración dentro de un rango de frecuencia específico. Por ejemplo, para algunos equipos con un componente de frecuencia de rotación específico, al establecer el rango de frecuencia de filtro de paso de banda apropiado, la vibración relacionada con el componente puede ser monitoreada con mayor precisión.

2. Conversión e integración de señales

En algunos casos, la señal de aceleración debe convertirse en una señal de velocidad o desplazamiento. Sin embargo, hay desafíos en este proceso de conversión. Cuando la velocidad de velocidad o desplazamiento se genera a partir del sensor de aceleración, la integración de la señal de entrada se implementa mejor mediante circuitos analógicos porque la integración digital está limitada por el rango dinámico del proceso de conversión A/D. Debido a que es fácil introducir más errores en el circuito digital, y cuando hay interferencia a bajas frecuencias, la integración digital amplificará esta interferencia.

Procesamiento FFT (transformación rápida de Fourier)

1. Principios básicos

HY-3SF utiliza el procesamiento FFT para descomponer el muestreo de señal de entrada global que varía en sus componentes de frecuencia individuales. Este proceso es como descomponer una señal de sonido mixta compleja en notas individuales.

Por ejemplo, para una señal de vibración compleja que contiene múltiples componentes de frecuencia al mismo tiempo, FFT puede descomponerlo con precisión para obtener la información de amplitud, fase y frecuencia de cada componente de frecuencia.

2. Configuración de parámetros

Líneas de resolución: por ejemplo, puede elegir diferentes líneas de resolución como 100, 200, 400, etc. Cada línea cubrirá un rango de frecuencia, y su resolución es igual a Fmax (la frecuencia más alta que el instrumento puede obtener y mostrar) dividido por el número de líneas. Si FMAX es de 120000cpm, 400 líneas, la resolución es de 300 cm por línea.

Frecuencia máxima (FMAX): al determinar FMAX, también se establecen parámetros como filtros anti-aliasing. Es la frecuencia más alta que el instrumento puede medir y mostrar. Al seleccionar, debe determinarse en función del rango de frecuencia de vibración esperado del equipo.

Tipo promedio y número promedio: el promedio ayuda a reducir el impacto del ruido aleatorio. Los diferentes tipos de promedio (como la media aritmética, la media geométrica, etc.) y los números promedio apropiados pueden mejorar la estabilidad de la señal.

Tipo de ventana: la elección del tipo de ventana afecta la precisión del análisis del espectro. Por ejemplo, diferentes tipos de funciones de ventana, como Hanning Window y Hamming Window, tienen sus propias ventajas en diferentes escenarios.

Análisis de datos completo

1. Análisis de tendencias

Al realizar análisis de series de tiempo en los datos de señal de vibración procesados, se observa la tendencia del nivel de vibración total. Por ejemplo, a medida que el equipo funciona más tiempo, ¿la amplitud de vibración total aumenta, disminuye o permanece estable gradualmente? Esto ayuda a determinar la salud general del equipo. Si la amplitud de vibración total es baja al comienzo del funcionamiento normal del equipo y aumenta gradualmente después de un período de tiempo, puede indicar que el equipo tiene riesgos potenciales de desgaste o falla.

2. Identificación de características de falla

Identifique el tipo de falla en función de la relación de amplitud y frecuencia de cada componente de frecuencia de la señal de vibración compuesta. Por ejemplo, cuando el equipo tiene una falla desequilibrada, generalmente aparece una gran amplitud de vibración a la frecuencia de potencia de la parte giratoria (como la frecuencia correspondiente a 1 veces la velocidad); Y cuando hay una falla de rodamiento, aparecerá una señal de vibración anormal en el componente de frecuencia relacionado con la frecuencia natural del rodamiento.

Al mismo tiempo, en las mismas condiciones de funcionamiento, la relación de fase de la señal de vibración de una parte de la máquina en relación con otro punto de medición en la máquina también puede proporcionar pistas para el diagnóstico de fallas. Por ejemplo, en un par de piezas de equipo giratorio, si no están alineados, la diferencia de fase de sus señales de vibración será diferente de lo normal.

El proceso de procesamiento de señal del monitor de vibración HY-3SF es un proceso complejo y ordenado. Desde la adquisición de señal hasta el procesamiento de FFT y el análisis de datos integral final, cada enlace es crucial. El procesamiento preciso de la señal puede proporcionar una base confiable para el mantenimiento predictivo de equipos industriales, ayudar a descubrir oportunamente fallas ocultas de equipos y mejorar la confiabilidad del equipo y la eficiencia operativa. A través de una comprensión en profundidad y una aplicación razonable de diferentes tecnologías y parámetros de procesamiento de señales, HY-3SF puede desempeñar mejor un papel importante en el monitoreo del estado de los equipos industriales.

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