螺旋转子泵检测信号的频域分析

2014/1/10 8:34:25      点击:

螺旋转子泵检测频域分析方法在机械故障诊断领域是使用最广的信号处理方法之一。本频域分析模块主要包括的分析功能为:幅值谱、相位谱、自功率谱、互功率谱、频响函数,相干函数、细化谱、倒频谱。其中幅值谱、相位谱、自功率谱、互功率谱、频响函数,相干函数功能在主界面实现,细化谱和倒频谱各另为一个界面。图1为频域分析主界面及幅值谱示例,图2为相位谱示例。

(1)螺旋转子泵检测信号细化谱分析
细化谱分析方法是基于FFr而发展起来的一项技术,它可以增加感兴趣的频率范围内的频率分辨率,而不是一种简单的“局部放大’’方法,而是增加谱线条数。目前常用的频率细化分析法为ZOOM—FFT方法,即细化的快速傅里叶变换它又包括几种方法:最大熵谱法、相位补偿法和频移法,目前应用最广的是频移法。本模块即是基于频移法开发的。本示例对转子泵一振动信号进行细化分析,信号原频率范围为0~5000Hz,选择细化频带为:1600~2400Hz,图3中第三个图即为细化后的频谱图,绿颜色的眭线表示细化后的频谱,蓝颜色虚线表示原始谱,可以看出,细化后的频谱包含了更多的谱线和更细化的频率。

      图1频域分析主界面及幅值谱示例                            图2相位谱示例

(2)螺旋转子泵检测信号倒频谱分析
倒频谱分析是信号处理领域的的新技术,也称二次频谱分析。其对信号的频谱做对数加投处理,使得对较低幅值的频率分量有较高的加权,可以很好地分离频谱中的周期性成分,还能分离边带信号和谐波分量。滚动轴承和齿轮故障信号中一般舍有周期性成分、边带及谐波,因此倒频谱分析方法在滚动轴承和齿轮故障诊断中得到了广泛的应用,可以很好地提取故障特征。图4为倒频谱分析主界面及示例。该示例为罗菠转子泵一断齿齿轮所测产生的振动信号。从图中可以看出.时域图及频谱图均无明显的故障现象,但是其倒频谱图呈现明显的周期性,这正是由于断齿所产生的周期性冲击。
所以,倒频谱分析法可以较好地识别齿轮故障。

            图3细化谱分析主界面及示例                    图4倒频谱主界面及示例

 

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