ILMonitor per vibrazioniHY-3SF svolge un ruolo chiave nel monitoraggio dello stato delle apparecchiature industriali e nella diagnosi dei guasti. L'elaborazione accurata del segnale è il collegamento fondamentale del suo lavoro efficace, che influisce direttamente sul giudizio dello stato dell'attrezzatura e sulla previsione dei guasti. Questo articolo approfondirà il processo di elaborazione del segnale di HY-3SF.

Acquisizione del segnale

1. Output del sensore

Hy-3SF prima ottiene il segnale dalla fonte di vibrazione, di solito attraverso unsensore di accelerazionePer ottenere un segnale analogico di variazione del dominio del tempo contenente informazioni di vibrazione dell'apparecchiatura. Ad esempio, nel monitoraggio di grandi macchinari rotanti come turbine o generatori, i sensori di accelerazione sono installati in parti chiave dell'apparecchiatura, come i cuscinetti.

Questi sensori possono convertire le vibrazioni meccaniche in segnali elettrici e le caratteristiche dei loro segnali di uscita come ampiezza e frequenza sono strettamente correlate allo stato di vibrazione dell'apparecchiatura. Ad esempio, quando l'apparecchiatura funziona normalmente, il segnale di accelerazione fluttua all'interno di un intervallo relativamente stabile; Quando l'attrezzatura fallisce, come disallineamento o usura del cuscinetto, le caratteristiche di ampiezza e frequenza del segnale cambieranno in modo significativo.

2. Determinazione dei parametri di campionamento

Nello strumento digitale HY-3SF, per ricostruire accuratamente la forma d'onda del dominio del tempo, è necessario determinare la velocità di campionamento e il numero di punti di campionamento. La durata del tempo di osservazione è uguale al periodo di campionamento moltiplicato per il numero di punti di campionamento. Ad esempio, se il periodo di cambio di un segnale di vibrazione da monitorare è di 1 secondo, secondo il teorema di campionamento (teorema di campionamento di Nyquist), la frequenza di campionamento deve essere maggiore del doppio della frequenza più alta del segnale. Supponendo che la più alta frequenza di vibrazione dell'apparecchiatura sia 500Hz, la frequenza di campionamento può essere selezionata per essere superiore a 1000Hz.

Anche la selezione del numero di punti di campionamento è fondamentale. Le scelte comuni sono 1024, una potenza di 2 numeri, che non è solo conveniente per i successivi calcoli FFT, ma presenta anche alcuni vantaggi nell'elaborazione dei dati.

Condizionamento del segnale

1. Filtro

Filtro passa-basso: utilizzato per eliminare il rumore di interferenza ad alta frequenza. Ad esempio, vicino ad alcune apparecchiature elettriche, potrebbero esserci interferenze elettromagnetiche ad alta frequenza. Il filtro passa basso può rimuovere efficacemente questi segnali più alti della normale gamma di frequenza di vibrazione dell'apparecchiatura e mantenere utili componenti del segnale di vibrazione a bassa frequenza a media frequenza.

Filtro passa-alto: può eliminare il rumore DC e a bassa frequenza. Durante la fase di avvio o di arresto di alcune attrezzature, potrebbero esserci segnali offset a bassa frequenza o alla deriva. Il filtro passa-alto può filtrarli per garantire che il segnale che riflette principalmente la normale vibrazione operativa dell'apparecchiatura venga mantenuta.

Filtro passa -banda: il filtro passa -banda entra in gioco quando è necessario concentrarsi sul segnale di vibrazione all'interno di un intervallo di frequenza specifico. Ad esempio, per alcune apparecchiature con un componente di frequenza di rotazione specifica, impostando la gamma di frequenza del filtro passa -banda appropriata, le vibrazioni relative al componente possono essere monitorate in modo più accurato.

2. Conversione e integrazione del segnale

In alcuni casi, il segnale di accelerazione deve essere convertito in un segnale di velocità o spostamento. Tuttavia, ci sono sfide in questo processo di conversione. Quando il segnale di velocità o spostamento viene generato dal sensore di accelerazione, l'integrazione del segnale di ingresso viene implementata al meglio da circuiti analogici poiché l'integrazione digitale è limitata dall'intervallo dinamico del processo di conversione A/D. Poiché è facile introdurre più errori nel circuito digitale e quando vi sono interferenze a basse frequenze, l'integrazione digitale amplificherà questa interferenza.

Elaborazione FFT (Fast Fourier Transform)

1. Principi di base

HY-3SF utilizza l'elaborazione FFT per decomporre il campionamento del segnale di ingresso globale variabile nel tempo nei suoi singoli componenti di frequenza. Questo processo è come decomposizione di un segnale sonoro misto complesso in singoli note.

Ad esempio, per un segnale di vibrazione complesso che contiene contemporaneamente componenti di frequenza, FFT può decomporsi accuratamente per ottenere le informazioni di ampiezza, fase e frequenza di ciascun componente di frequenza.

2. Impostazione dei parametri

Linee di risoluzione: ad esempio, è possibile scegliere linee di risoluzione diverse come 100, 200, 400, ecc. Ogni linea coprirà un intervallo di frequenza e la sua risoluzione è uguale a FMAX (la più alta frequenza che lo strumento può ottenere e visualizzare) divisa per il numero di linee. Se FMAX è 120000 cpm, 400 righe, la risoluzione è alle 300 cpm per riga.

Frequenza massima (FMAX): quando si determinano anche i parametri come i filtri anti-aliasing. È la frequenza più alta che lo strumento può misurare e visualizzare. Quando si seleziona, deve essere determinato in base alla gamma di frequenza di vibrazione prevista dell'apparecchiatura.

Tipo medio e numero medio: la media aiuta a ridurre l'impatto del rumore casuale. Diversi tipi di media (come media aritmetica, media geometrica, ecc.) E numeri medi appropriati possono migliorare la stabilità del segnale.

Tipo di finestra: la scelta del tipo di finestra influisce sull'accuratezza dell'analisi dello spettro. Ad esempio, diversi tipi di funzioni di finestra come la finestra di Hanning e la finestra di Hamming hanno i propri vantaggi in diversi scenari.

Analisi completa dei dati

1. Analisi delle tendenze

Eseguendo l'analisi delle serie temporali sui dati del segnale di vibrazione elaborato, si osserva la tendenza del livello di vibrazione totale. Ad esempio, poiché l'attrezzatura è più lunga, l'ampiezza di vibrazione totale aumenta gradualmente, diminuisce o rimane stabile? Questo aiuta a determinare la salute generale dell'attrezzatura. Se l'ampiezza di vibrazione totale è bassa all'inizio del normale funzionamento dell'apparecchiatura e aumenta gradualmente dopo un periodo di tempo, può indicare che l'apparecchiatura ha potenziali rischi di usura o fallimento.

2. Identificazione della funzione di guasto

Identificare il tipo di guasto in base alla relazione di ampiezza e frequenza di ciascun componente di frequenza del segnale di vibrazione composito. Ad esempio, quando l'attrezzatura ha un guasto sbilanciato, un'ampiezza di grande vibrazione appare di solito alla frequenza di potenza della parte rotante (come la frequenza corrispondente a 1 volte la velocità); E quando c'è un guasto del cuscinetto, un segnale di vibrazione anormale apparirà sul componente di frequenza correlato alla frequenza naturale del cuscinetto.

Allo stesso tempo, nelle stesse condizioni operative, la relazione di fase del segnale di vibrazione di una parte della macchina rispetto a un altro punto di misurazione sulla macchina può anche fornire indizi per la diagnosi dei guasti. Ad esempio, in una coppia di parti di apparecchiature rotanti, se non sono allineate, la differenza di fase dei loro segnali di vibrazione sarà diversa dal normale.

Il processo di elaborazione del segnale del monitor delle vibrazioni HY-3SF è un processo complesso e ordinato. Dall'acquisizione del segnale all'elaborazione FFT e all'analisi completa dei dati completi, ogni collegamento è cruciale. Elaborazione accurata del segnale può fornire una base affidabile per la manutenzione predittiva delle attrezzature industriali, aiutare tempestivamente a scoprire guasti nascosti di attrezzatura e migliorare l'affidabilità delle apparecchiature e l'efficienza operativa. Attraverso una comprensione approfondita e una ragionevole applicazione di diverse tecnologie e parametri di elaborazione del segnale, HY-3SF può svolgere meglio un ruolo importante nel monitoraggio dello stato delle apparecchiature industriali.

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