Order-Tracking
SAMURAI™-Option
digitale Ordnungsanalyse
Messungen an rotierenden Maschinen
Übersicht
Anwendungsbereich
Die Ordnungsanalyse ist ein bewährtes Verfahren zur Untersuchung von Schwingungsvorgängen und Geräuschemissionen im Zusammenhang mit rotierenden Maschinen- oder Anlagenteilen. Hierbei interessiert man sich im Gegensatz zur FFT nicht für die Pegel bei einer bestimmten Frequenz (FFT-Spektrum), sondern für Pegel bei einem Vielfachen oder auch Teilen der Grunddrehzahl (Ordnungsspektrum). Beispielsweise lassen sich damit Getriebeschäden lokalisieren.
Beschreibung
Die SAMURAI™-Option Order Tracking beinhaltet sowohl Ordnungsanalyse mittels blockbasierter FFT-Methode (feste Frequenz) als auch die digitale Ordnungsanalyse mittels Resampling.
Blockbasierte FFT-MethodeDieser Berechnungsalgorithmus setzt eine annähernd konstante Drehzahl voraus. Mit steigender Ordnungsauflösung sind längere zu analysierende FFT-Fenster notwendig. Da FFT-Analysen einer sogenannten Frequenz-Zeit-Unschärfe unterliegen, führt dies zu einer verringerten Zeitauflösung. Bei sich schnell ändernden Drehzahlen kommt es dadurch zu einem „Verschmieren“ der Spektrallinien. Für derartige Analysen kann die nachfolgend beschriebene digitale Ordnungsanalyse verwendet werden, bei der dieser Effekt nicht auftritt.
Die Drehzahlauflösung der FFT-Methode ist direkt abhängig von der Abtastrate und der Anzahl von FFT-Linien.
Digitale Ordnungsanalyse (Resampling)Der Berechnungsalgorithmus der digitalen Ordnungsanalyse ist deutlich rechenintensiver als bei der FFT-Methode. Die digitale Ordnungsanalyse wird dennoch am häufigsten eingesetzt, da sie sowohl für konstante als auch für variable Drehzahlen geeignet ist. Zur Minimierung des Rechenaufwandes wird empfohlen, die Analyse auf den gewünschten Ordnungsbereich einzuschränken. Um schnelle Drehzahländerungen darzustellen, wird das Tacho-Rohsignal (BitTrace) des Apollo-Messgerätes verwendet. Dieses Tachosignal ist um ein Vielfaches genauer als das gemittelte Tachosignal, welches unsere Software bei der FFT-Methode verwendet.
Der Berechnungsalgorithmus der digitalen Ordnungsanalyse ist für eine hohe Auflösung der Ordnungsanalyse gut geeignet. Allerdings sind dafür mehrere Rotationen notwendig. Dies führt zu einer Unschärfe der Drehzahl. Ein weiterer Vorteil gegenüber der FFT-Methode ist ein deutlicheres Hervortreten der einzelnen Ordnungen.
Die digitale Ordnungsanalyse ist bei folgenden Anwendungen besonders zu empfehlen:
- Aufnahmen mit schnellen Drehzahländerungen
- Analysen mit hoher Ordnungsauflösung
Figure 1:
Motorhochlauf: Tacho, Pegelschreiber mit Ordnungen, Sonogramm-Ordnungen, Wasserfall-Ordnungen, Sonogramm-FFT, Wasserfall-FFT
Figure 2:
Ventilator-Motorhochlauf: Tacho, FFT-Spektrum, Ordnungsspektrum, Pegelschreiber-Ordnungen über Drehzahl, Sonogramm-FFT über Drehzahl, Sonogramm-Ordnungen über Drehzahl
Figure 3:
Ordnungsanalyse FFT-Methode: langsamer Hochlauf mit Sinus von 0,1 Hz bis 10 Hz in 60 s
Figure 4:
digitale Ordnungsanalyse: langsamer Hochlauf mit Sinus von 0,1 Hz bis 10 Hz in 60 s
Figure 5:
Ordnungsanalyse FFT-Methode: langsamer Hochlauf Sinus 1 Hz zu 1 kHz in 180 s
Figure 6:
digitale Ordnungsanalyse: langsamer Hochlauf Sinus 1 Hz zu 1 kHz in 180 s
Figure 7:
Ordnungsanalyse FFT-Methode: schneller Hochlauf Sinus 1 Hz zu 1 kHz in 9 s
Figure 8:
digitale Ordnungsanalyse: schneller Hochlauf Sinus 1 Hz bis 1 kHz in 9 s
Eigenschaften
| Softwareumfang |
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Voraussetzungen
Die Voraussetzung für diese Softwareoption ist eine gültige SAMURAI™-base-Lizenz sowie die SAMURAI™-Version 3.0 oder höher.