振动分析之频带的概念以及应用

weixin

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　 · 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)。

　　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。

　　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。

wolfxin

谢谢楼主分享