Nouvelles applets de post-traitement BK Connect

Cet article présente une application pour laquelle le Sonomètre-Analyseur Type 2250 est associé à une applet BK Connect pour le post-traitement des essais périodiques de machines tournantes. Le sonomètre Type 2250 - appareil parfaitement adapté aux mesures sur le terrain - fournit de simples indications de réussite/échec qui, complété par l'applet d’analyse d’ordre BK Connect Type 8490-G, permet une étude plus approfondie des tests ayant échoué.

Les mesures de vibrations sont couramment effectuées pour la surveillance des machines tournantes. Pour les installations importantes, une solution de surveillance permanente et continue est généralement mise en œuvre, mais si les machines sont réparties sur plusieurs sites ou si elles sont mobiles, les mesures de vibrations périodiques réalisées avec un appareil portatif peuvent s'avérer plus pratiques. Le Sonomètre Type 2250 est parfaitement adapté à cette application, et permet de tester quasiment tout type de machines tournantes, depuis le simple ventilateur de bureau jusqu’au moteur d'hélicoptère plus complexe.

Grâce au module d'analyse FFT BZ-7230, le sonomètre-analyseur Type 2250 peut être configuré pour de simples mesures réussite/échec de machines tournantes lors d’un test de démarrage. Plusieurs seuils de tolérance peuvent être définis, chacun spécifiant les niveaux dans une gamme de fréquence particulièrece qui permet de déterminer efficacement les critères de vibrations pour différentes vitesses de la machine lors du test de démarrage. Une fois les seuils de tolérance paramétrés pour une machine et un essai spécifique, la configuration complète peut être sauvegardée comme modèle et être protégée par un mot de passe. , Le modèle peut être partagé en toute sécurité, avec les techniciens pour les essais sur le terrain, afin d'obtenir des résultats sans ambiguïté et ceci sans avoir besoin de connaissances particulières en matière d'essais acoustiques et vibratoires.

Un test de démarrage réalisé avec le Type 2250, tel que décrit ci-dessus, fournit rapidement et simplement un résultat réussite/échec, mais il n'offre pas une grande capacité de diagnostic. Si une machine dépasse les limites fixées sur un ou plusieurs seuils de tolérance, une analyse complémentaire effectuée à grâce à l'applet BK Connect d’analyse d’ordre peut révéler la cause du dépassement et les futures actions correctives à mener.. 

Pour analyser les mesures dans BK Connect, il faut activer l'enregistrement des signaux sur le sonomètre Type 2250. Avec l'option BZ-7226 d'enregistrement des signaux, le Type 2250 peut être configuré pour enregistrer l'ensemble de la mesure au format wav 24 bits, 48 kHz. La sonde tachymétrique CCLD laser Type 2981 peut également être connectée au Type 2250 afin d’ajouter la vitesse de rotation à la mesure. Elle est affichée en temps réel et encodée automatiquement dans le fichier wav pour le post-traitement. Grâce à ces outils, l'analyse d'ordre peut désormais être effectuée à partir de ces mesures dans BK Connect...

Pourquoi procéder à une analyse d'ordre ? L’analyse d’ordre permet de relier la mesure à une révolution donc à la vitesse de rotation et aux ordres harmoniques des différents éléments tournants de la machine testée. . Les systèmes mécaniques, avec des éléments en rotation, subissent des forces d’excitations périodiques dont la fréquence fondamentale suit la vitesse de rotation. Ces forces d'excitation produisent en réponse, des signaux périodiques avec un contenu à la fréquence fondamentale (fréquence de rotation) et ses harmoniques. Les techniques d'analyse d'ordre permettent d'extraire ces ordres à partir des signaux de réponse, ce qui apporte un éclairage supplémentaire sur les causes à l’origine des phénomènes de bruit et de vibrations dans le système testé. 

L'applet d’analyse d’ordre BK Connect Type 8490-G inclut des modèles pour l'extraction des ordres à partir de l'analyse FFT et également du suivi d’ordre par rééchantillonnage synchrone Ces techniques sont résumées ci-dessous - ainsi que leurs principaux avantages et inconvénients. Une même mesure peut, bien évidemment, être analysée dans BK Connect selon les deux techniques séparément, ainsi il n'est pas nécessaire de choisir la méthode utilisée, dès la prise de la mesure.

Une extraction d'ordre à partir d'une analyse FFT ou d'une montée en régime révèle la relation entre les fréquences d’un spectre et la vitesse de rotation. Dans cette analyse, une suite de spectres FFT est calculée à chaque intervalle de vitesse (à partir du signal du tachymètre). Comme les spectres sont toujours présentés en fréquence, cette analyse présente l'avantage d'être familière pour les utilisateurs habitués à la simple analyse en fréquence, et les caractéristiques marquantes de la mesure peuvent plus facilement être reliées à des phénomènes audibles. Les composantes à fréquence constante - telles que les résonances structurelles - peuvent facilement être identifiées sur un tracé en contour et se traduisent par des lignes verticales à des fréquences fixes. Mais comme chaque spectre représente une gamme de vitesse, l’étalement en fréquence des composantes d'ordre peut compliquer la séparation des ordres supérieurs, notamment pour les montées en régime rapides.  

Dans une analyse d’ordre synchrone, le signal de mesure est rééchantillonné en fonction de la vitesse de rotation de la machine à l'aide du signal tachymétrique, afin qu'il y ait un nombre constant d'échantillons par tour. La transformée de Fourier du signal rééchantillonné donne le spectre d'ordre, avec un axe x en ordres harmoniques liés à la vitesse de rotation fondamentale du système plutôt qu'à la fréquence en Hertz. Sur un tracé en contour, les ordres et les composantes inters harmoniques apparaissent comme des lignes verticales claires, et les composantes à fréquence constante, telles que les résonances structurelles, suivent des courbes hyperboliques sur le tracé en contour. Les composantes d'ordre ne sont plus lissées, ce qui permet d'identifier les ordres harmoniques supérieurs. Combinée à la connaissance du spécimen testé, comme le nombre de pales d'un ventilateur ou de dents d'un engrenage, cette analyse peut également fournir des informations sur les relations entre les parties du système et les composantes d'ordre, facilitant ainsi le diagnostic des défauts. 

Cet article ne fait que survoler la théorie et les applications d'analyse et de suivi d'ordre, ainsi que les possibilités d'analyse de post-traitement avec BK Connect qui permettent d’augmenter les capacités de diagnostic des mesures de vibrations effectuées avec le sonomètre-analyseur Type 2250. Des avantages comparables peuvent être obtenus en associant les mesures réalisées au moyen des sonomètres Type 2250 ou Type 2270 avec d'autres applets BK Connect en conservant la simplicité et la maniabilité d’un sonomètre-analyseur pour les mesures sur le terrain.

Ces techniques d'analyses nous permettent d'extraire les ordres harmoniques des signaux mesurés, ce qui offre une vision complémentaire des causes à l’origine des phénomènes de bruit et de vibrations dans le système testé. 
L'applet d’analyse d’ordre BK Connect Type 8490-G inclut des modèles pour l'extraction des ordres à partir de l'analyse FFT et également du suivi d’ordre par rééchantillonnage synchrone Ces techniques sont résumées ci-dessous - ainsi que leurs principaux avantages et inconvénients. Une même mesure peut, bien évidemment, être analysée dans BK Connect selon les deux techniques séparément, ainsi il n'est pas nécessaire de choisir la méthode utilisée, dès la prise de la mesure.

Une extraction d'ordre à partir d'une analyse FFT ou d'une montée en régime révèle la relation entre les fréquences d’un spectre et la vitesse de rotation. Dans cette analyse, une suite de spectres FFT est calculée à chaque intervalle de vitesse (à partir du signal du tachymètre). Comme les spectres sont toujours présentés en fréquence, cette analyse présente l'avantage d'être familière pour les utilisateurs habitués à la simple analyse en fréquence, et les caractéristiques marquantes de la mesure peuvent plus facilement être reliées à des phénomènes audibles. Les composantes à fréquence constante - telles que les résonances structurelles - peuvent facilement être identifiées sur un tracé en contour et se traduisent par des lignes verticales à des fréquences fixes. Mais comme chaque spectre représente une gamme de vitesse, l’étalement en fréquence des composantes d'ordre peut compliquer la séparation des ordres supérieurs, notamment pour les montées en régime rapides.  

Dans une analyse d’ordre synchrone, le signal de mesure est rééchantillonné en fonction de la vitesse de rotation de la machine à l'aide du signal tachymétrique, afin qu'il y ait un nombre constant d'échantillons par tour. La transformée de Fourier du signal rééchantillonné donne le spectre d'ordre, avec un axe x en ordres harmoniques liés à la vitesse de rotation fondamentale du système plutôt qu'à la fréquence en Hertz. Sur un tracé en contour, les ordres et les composantes inters harmoniques apparaissent comme des lignes verticales claires, et les composantes à fréquence constante, telles que les résonances structurelles, suivent des courbes hyperboliques sur le tracé en contour. Les composantes d'ordre ne sont plus lissées, ce qui permet d'identifier les ordres harmoniques supérieurs. Combinée à la connaissance du spécimen testé, comme le nombre de pales d'un ventilateur ou de dents d'un engrenage, cette analyse peut également fournir des informations sur les relations entre les parties du système et les composantes d'ordre, facilitant ainsi le diagnostic des défauts. 

Cet article ne fait que survoler la théorie et les applications d'analyse et de suivi d'ordre, ainsi que les possibilités d'analyse de post-traitement avec BK Connect qui permettent d’augmenter les capacités de diagnostic des mesures de vibrations effectuées avec le sonomètre-analyseur Type 2250. Des avantages comparables peuvent être obtenus en associant les mesures réalisées au moyen des sonomètres Type 2250 ou Type 2270 avec d'autres applets BK Connect en conservant la simplicité et la maniabilité d’un sonomètre-analyseur pour les mesures sur le terrain.