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振动分析之频带的概念以及应用

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发表于 2018-11-13 14:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  频带,其实是一个很抽象的概念,我总想用更通俗的语言把它描述清楚,可结果却不太令人满意。因为如果想理解频带,首先起码要理解频谱。
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  有时听到频谱,似乎会很自然的说:“频谱吗,很简单哦,不就是利用傅里叶变换把时域信号转变为频域信号么。”嗯嗯,傅里叶变换是挺常见的,我之前看到一组傅里叶变换的动图,挺直观的,可惜弄不下来。现在只能用这个静止的图来描述了。我觉得在这里,傅里叶的公式啦,使用条件啦什么的,就不必一一细说了,纯属凑字罢了。挑重点说吧。

  频谱图里的每一个坐标点,其实源自于一个标准正弦波的灵魂——幅值。图上画的并不太好,因为这个图侧面只是画的PK值的频谱。频谱图的谱线数则表征了一个能力——该频谱图中能画几个坐标点。

  所谓频带总量,指的就是把频谱里几个挨着的坐标点打回原形并揉在一起,得到的一个新的原始波形。好吧,这句话又特么抽象了。换句话说,其实我们采上来的这个原始时域波形就是一个比较大的频带,只不过他的起始频率、截止频率和通道的频响范围的低端和高端刚好一一对应。什么是频响范围?百度一下查查人耳朵能够听到的声音波段,这个波段也是一个频响范围,只不过是我们耳朵的频响范围罢了。

  好了,不想再继续多说下去了,就这吧。下面这个图取自于A-B品牌的Dynamix1444振动监测模块里关于频带的设置,以此来简单介绍一下频带的作用。
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  可以看到图中针对一个通道可以设置8段自由频带,每一个频带可以设置一个起始频率和终止频率。(不要问我Domain和Speed Reference代表什么意思,我不会说的,不然一时半会又写不完了 ˇˍˇ )。而每一个频带,又分别可以选择三个量来计算:Band Overall,Band Maximum PK,Freq of Band Maximum PK。好的,开始说这三者之间的区别。

   · Band Overall(频带总量):这个在实现起来是最麻烦的,我画一张比较糙的图,来解释一下。
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  怎么样,这个图是不是超赞?Band Overall就是这个意思,在原始波形做傅里叶变换后,取出设置的起始频率到截止频率这之间的这段谐波信号,再反变换回去得到变异的原始波形,然后计算幅值。

   · Band Maximum PK(频带最大峰值):这个相对来说好理解了,而且很多振动分析软件都有这个频带报警的。唯一需要注意的是,这个PK和我们之前说的“PK、PK-PK、RMS”一毛钱关系都没有,别被老外的简称给弄晕了。记住,一毛钱关系都没有!!!算了,我再画一张图好了。没有错,这个Max值就是黑框圈着的这个频带里的Band Maximum PK了。
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   · Freq of Band Maximum PK:这个值就还用前面那个图,他就是那个Max点对应的横轴坐标。

  这三个值单独拿出来有什么意义呢?回顾一下这张图(比我自己画的帅多了)。
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  在不想看频谱的情况下,或者不允许上传频谱这种大数据流时,我们怎么才能得到这些信息呢?没有错,就是频带!频带!频带!

  一个频带可以只取其区域内的最高点,比如不平衡;也可以取总值,比如气穴、喘振、电机笼条等;还可以总值和最高点同时取,比如轴承磨损、机械松动、摩擦等。同时再利用Freq of Band Maximum PK,还可以得到频带区间内故障值对应的故障频率,是不是很神奇?聪明的人还会立马想到,不平衡的那个频率点,在非故障时不就代表了工作转速么?!

  就是这么看似枯燥的几个定义,间接的实现了频谱图的实时自动化分析。所以说,亲,千万别小看了频带。正是这个定义的推出,才使得智能化振动监测从人工分析到自动化分析变为了可能。好比下面这张实时状态图。
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  让思想飞起来吧!未来必然会有更多的应用等待我们去拓展!振动监测永垂不朽~~~

  来源:剑指工控微信公众号(ID:JZGKCHINA),作者:丁绍辉。

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发表于 2019-3-19 07:43 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享
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