Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программное и приборное обеспечение вибрационной диагностики. Учебное пособие
.pdf
2 - Применить ко всем открытым графическим окнам на экране
Рис. 3.27. Окно определения мощности в полосе частот
Рис. 3.28. Окно ввода параметров спектра
по Фурье
компьютера. Преобразованные сигналы показываются в исходных графических окнах.
3 - Применить к данному
окну, но преобразованную
функцию показать в новом графическом окне на экране.
4 - Вернуть текущее значение. Происходит отмена ранее
выбранных преобразований и на
экране восстанавливаются исходные сигналы.
Некоторые процедуры
преобразования из временной
области в частотную требуют
выполнения дополнительных
процедур выбора, например
“Спектр по Фурье” (рис. 3.28).
Пользователь должен предвари-
тельно выбрать границы временного диапазона на временном сигнале,
иначе программа берет для преобразования весь сигнал. Выбор произво-
51
дится при помощи двух курсоров на графике - красного и зеленого. Эти
Рис. 3.29. Окно ввода параметров
построения огибающей
курсоры перемещаются левой и правой клавишами мышки соответственно.
Далее появляется окно определения параметров спектра по Фурье. В
этом окне показываются временные границы выбранного участка сигнала
и предлагается определить частотный диапазон спектра, который хочет (и
может по параметрам исходного временного сигнала) получить пользователь. Здесь же пользователь определяет шаг будущего спектра по частоте.
Дополнительных пояснений требует окно задания параметров при
построении спектра огибающей (рис. 3. 29). При нажатии на нее и нажатии
на клавишу “применить” появляется окно параметров для
построения спектра
огибающей.
В этом окне
необходимо шаг за
шагом последовательно выбрать ширину полосы для
фильтрации исходного вибросигнала
(октава, 1/2 октавы
или 1/3 октавы) и
начальное значение
частоты для выбранного диапазона ча-
стот полосы фильтрации. Конечное значение полосы фильтрации вводится
программой автоматически.
Далее необходимо определить способ детектирования отфильтрованного сигнала на огибающую. Это может производиться усреднением, построением огибающей по положительным пикам сигнала, по отрицательным пикам и по обоим типам пиков с использованием модулей
амплитуд пиков.
Все возможные преобразования в вибросигналов в частотной области в приборе «АТЛАНТ» функционально в зависимости от цели проводимого исследования могут быть выполнены в трех местах:
При формировании конфигурации прибора применительно к кон-
кретному агрегату когда пользователь заранее на этапе подготовки к экспериментам принимает решение о нужном ему представлении вибросигнала.
При графическом просмотре уже зарегистрированных вибросиг-
налов на экране компьютера когда решение о преобразованиях принимается оперативно. Для выполнения этих преобразований на экране нажимается клавиша “показать окно графических преобразований”.
52
При специальной пакетной обработке сигналов когда над сиг-
налом последовательно выполняется несколько процедур обработки.
Эта сложная обработка сигналов выполняется для получения исследовательских результатов. На экран вызывается “окно графических преобразований”, в нем выбирается функция “шаблон”. Работа с этим окном описывается ниже.
Применение вейвлет - преобразования вибросигналов позволяет
перейти от спектра вибросигнала, являющегося, двухмерным представлением в частотной области (частота – амплитуда), к трехмерному
представлению (время – частота – амплитуда). Такой подход значительно расширяет возможности диагностики.
Обычный спектр представляет из себя описание реального вибросигнала в виде совокупности гармоник. Каждая гармоника математически представляет собой синусоиду, имеющую свою частоту, амплитуду
и начальную фазу. Эти параметры считаются неизменными в течение
всего процесса регистрации вибросигнала. Такой подход имеет преимущества при описании «длинных и периодических» сигналов, когда
за период регистрации ничего не изменяется.
Иначе обстоит дело с процессами, в которых изменения происходят
в процессе регистрации. Таких процессов в вибродиагностике большинство – это различные удары, задевания и другие динамические воздействия
в конструкциях. Эти удары происходят в короткие интервалы времени, а в
спектре они «размазываются» по всему сигналу. В результате резко понижается чувствительность диагностики и возникает большая неопределенность в определении дефекта. Всем известен тот факт, что один набор гармоник может соответствовать нескольким дефектам.
В вейвлет - преобразовании другой подход. Сигнал описывается
большим количеством небольших гармоник – всплесков. Каждый такой
вейвлет – всплеск внешне похож на «короткую» синусоиду - гармонику,
быстро возникшую и быстро затухшую. Она характеризуется частотой,
амплитудой, начальной фазой и временем максимальной амплитуды. Отсюда наиболее важное отличие вейвлета от спектра – наличие времени
максимального проявления в исходном вибросигнале.
Для входа в вейвлет – преобразования в программе «Атлант» необходимо в окне базы данных раскрыть интересующий замер до уровня сигналов и выбрать нужный, установив на нем активную строку. Далее следует нажать на правую клавишу мышки и в окне доступных функций выбрать строку «Вейвлет – преобразования» (рис. 3.30).
На экране появится специальное графическое окно, предназначенное
для работы с вейвлет – преобразованием. Это окно показано ниже на рисунке. В верхней части этого окна расположены клавиши управления выбором и сохранением информации. Среднюю часть окна занимают три
53
графика – исходный вибросигнал, модуль вейвлет – преобразования и фаза
вейвлет – преобразования. Справа столбиком располагаются функциями
управления обработкой сигналов и графическим просмотром вейвлет –
представлений информации.
Рис. 3.30. Окно перехода к функции вейвлет - преобразования
Выбор параметров вейвлет – преобразования вибросигнала производится при помощи специального графического окна с наименованием «Параметры» (рис. 3.31). В этом окне пользователь может самостоятельно
настроить все необходимые параметры получения и графического отображения вейвлет – представления вибросигнала.
В первом окне «Диапазон расчета» выбираются параметры обработки сигнала по отсчетам, которые приведут к получению заданного диапазона частот в вейвлет – отображении. «Параметры графики» настраивают
способ показа информации на экране. «Нормирование» позволяет правильно отображать уровни вейвлета на экране. «Скелет» и «Изолинии»
предназначены для специального отображения характерных особенностей
вейвлета. «Параметры печати» позволяют настраивать печать результатов
вейвлет – преобразования вибросигналов.
В функциях, объединенных названием «графика», можно вызывать
на экран изолинии, скелет и хребет модуля вейвлет – преобразования. Эти
54
функции позволяют более наглядно отслеживать изменение спектрального
состава колебаний с течением времени.
В «сечениях» можно сделать «разрезы» вейвлета по времени и по частоте. Сечение по частоте есть обычный спектр для конкретного момента
времени. Сечение по времени отражает изменение амплитуды колебаний
на данной частоте с течением времени.
Рис. 3.31. Окно выбора параметров вейвлет – преобразования
Ниже приведены некоторые области вибродиагностики, в которых
применение вейвлет – преобразования может оказать помощь в проведении диагностических работ.
В первую очередь это практические случаи, когда во вращающемся оборудовании в процессе работы происходят динамические удары,
связанные с частотой вращения ротора. Например, расцентровка в муфте, дефект лопатки насоса, задевания или затирания. При помощи
вейвлет - преобразования можно определить не только спектральный состав вибросигналов, но и определить временные фазы возникновения
дефектов такого вида (рис. 3.32).
Вейвлет – преобразование может быть очень эффективно использовано при проведении диагностики состояния оборудования возвратно –
поступательного действия, например поршневых компрессоров и двигате-
55
лей внутреннего сгорания. С его помощью можно анализировать спектральный состав коротких временных интервалов, в течение которых периодически происходят рабочие процессы. Это горение газа в цилиндре,
срабатывание клапана, изменение направления движения поршня и т. д.
Высока эффективность использования вейвлет – преобразования в
анализе собственных резонансных колебаний машин и механизмов.
Только такой подход дает возможность оценки текущего технического
состояния тех или иных элементов конструкции, только так можно выявить появление различных трещин и дефектов целостности конструкции, вызванных различными причинами.
Рис. 3.32. Окно выбора параметров вейвлет – анализа
Вейвлет – анализ является практически единственным средством
проведения диагностики состояния крупных конструкций, в которых
необходимо выявлять узлы и зоны ослабления, трещины и иные дефекты.
Первоначально функция вейвлет – анализа разрабатывалась для “внутреннего” использования специалистами фирмы “Вибро-Центр” и ее описательная сторона пока еще недостаточно разработана. В программе имеется подробная помощь, достаточная для освоения азов вейвлет – анализа.
Вейвлет – анализ вибросигналов реализует более общий подход к
разложению на отдельные частоты, чем спектральный. Обычный спектральный анализ входит в вейвлет – анализ в виде одной из составляющих.
56
При помощи функции анимация сигналов можно на экране просматривать изменение вибрации во времени. В программе реализованы
два типа анимации – двухмерная и продольная (рис. 3.33). Для входа в
эти функции необходимо указатель мышки поместить на строку нужного замера и выбрать необходимую функцию.
Двухмерная анимация предназначена для контроля «прецессии»
контролируемых точек – подшипников в течение времени регистрации
вибросигналов (рис. 3.34). Эта функция допускает одновременную
анимацию двух подшипниковых точек и одновременно представлять в
виде условной линии вал агрегата. Ниже приведен пример графического окна с анимацией вала.
Рис. 3.33. Окно работы с архивом информации
В этом окне можно выбирать сигналы для анимации из одного
замера, определять способ усреднения вибросигналов перед анимацией,
изменять количество временных точек, одновременно показываемых на
экране. Для удобства можно проводить масштабирование, изменять
скорость анимации и т. д.
Продольная анимация предназначена для контроля изгибных колебаний конструкций и допускает анимацию до 14 точек одновременно. Ниже показан пример продольной анимации для 4 точек (рис. 3.35). На графике видна кривая изгиба конструкции, описанная сплайном. График
ограничивают две огибающие, соответствующие максимальным амплитудам колебания в положительном и отрицательном направлениях.
57
Рис. 3.34. Окно работы с двухмерной анимацией
Рис. 3.35. Окно работы с продольной анимацией
58
Движущийся курсор (квадратик) слева показывает, какая часть вре-
Рис. 3.36. Окно выбора параметров сигналов
менного сигнала показывается на экране. Здесь же можно изменить масштаб отображения сигнала по вертикальной оси и скорость анимации
вибросигнала. В средней части области управления расположены функции
выбора замера и проекций вибросигнала.
В нижней, правой, части экрана располагается окно настройки продольной анимации, состоящее из трех отдельных страниц. Первая страница
с наименованием «Выбор сигналов» показана на общем окне. На этой
странице пользователь может произвести смену агрегата и замера по этому
агрегату. Далее имеется возможность в правой части страницы выбрать
необходимые проекции вибросигнала и порядок их расположения в графическом окне при анимации.
Вторая страница окна настройки продольной анимации с наименованием «Параметры сигнала» показана ниже (рис. 3. 36). На этой странице
пользователь может выбрать особенности показа вибросигналов. Можно
показывать все точки сигнала, но обычно это приводит к «скачкам курсора» на экране за счет высокочастотных составляющих.
Более удобным для просмотра является показ сигнала «с фильтрацией». При таком показе сигнал сглаживается при помощи обычного цифрового фильтра. Зону фильтрации пользователь выбирает сам в специальном
окне ввода. На экране можно просматривать анимацию отдельных гармоник вибросигнала, для чего служит функция «Отдельные гармоники».
Здесь можно выбирать или все гармоники или только некоторые из них.
Список гармоник с указанием амплитуд появляется в среднем окне. В
списке пользователь отмечает необходимые гармоники.
В правой части окна можно определиться с представлением вибросигнала, выбирая виброускорение, виброскорость или виброперемещение.
При помощи функции «Повторять сигнал» можно задать повторяющуюся анимацию одного и того же вибросигнала.
При помощи функции «+Сохранить огибающую» можно временно сохранить построенную на экране огибающую. Это приходится де-
59
лать тогда, когда пользователь хочет сравнить огибающую по несколь-
Рис. 3.37. Клавиша
печати
Рис. 3.38. Окно печати графиков
ким вибросигналам, соответствующих нескольким состояниям или режимам работы агрегата.
Огибающие продольных колебаний контролируемого агрегата
хранятся в третьем окне с наименованием «Огибающие». В этом окне
можно задать цвет каждой сохраняемой огибающей, при помощи «галочек» отметить те из них, которые нужно показывать на экране. Программа позволяет накладывать огибающие друг на друга и т.д. После
выхода из этой функции «продольная анимация» все огибающие теряются, т. к. на жесткий диск они не записываются.
Более подробно возможности графической продольной анимации
вибросигналов пользователь может изучить самостоятельно.
3.4. Печать графиков сигналов
Для печати графиков, показываемых на экране компьютера, при помощи стандартного принтера компьютера необходимо нажать клавишу
“печать” (рис. 3.37). Перед этим необходимо сделать все преобразования и
изменениями с графиками, т. к. будет напечатано то и в том виде и в том
временном и частотном масштабах, как это показывается на экране.
Графики для печати могут быть выбраны
пользователем из одного замера, из нескольких замеров по одному агрегату, из нескольких замеров по
нескольким агрегатам. На одном листе могут быть
напечатаны временные графики и спектры. Количество одновременно печатаемых графиков (на одной
странице) практически не ограничено. Все определяется условиями просмотра графиков.
После нажатия клавиши “печать” на экране появляется окно
управления печатью
«Печать графиков»,
которое имеет следующий вид (рис.
3.38).
При помощи этого
окна можно выбрать
объем печати только активный
график или все показываемые графики сразу.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]