Nuove applet BK Connect per post-processing

In questo articolo esploreremo una possibile applicazione, nella quale l’analizzatore manovrato a mano di tipo 2250 è abbinato a un’applet BK Connect per il post-processing di test periodici su macchine rotanti. Il tipo 2250 è utilizzato come soluzione altamente portatile, per misurazioni sul campo con risultati semplici superato/non superato, sostenuto dall’applet per la post-analisi all’ordine BK Connect di tipo 8490-G per ottenere maggiori dettagli sui test non superati.

La misurazione delle vibrazioni solitamente si impiega per monitorare le condizioni delle macchine rotanti. Nelle grandi installazioni, di norma viene impiegato il monitoraggio permanente e continuo, ma in situazioni dove le macchine sono distribuite in zone geografiche lontane, oppure sono mobili, misurare periodicamente le vibrazioni con un analizzatore di vibrazioni portato a mano risulta più pratico. Il tipo 2250 è ideale per questa applicazione, per testare praticamente qualunque macchina rotante, a partire da un ventilatore da scrivania fino al motore di un elicottero.

Con il modulo di analisi BZ-7230 FFT, il tipo 2250 può essere configurato per misurazioni semplici superato/non superato delle macchine rotanti durante un test di run-up. È possibile definire diverse finestre di tolleranza, ciascuna con specifici criteri di livello in una particolare gamma di frequenza, che può essere usata per impostare con efficacia i criteri per le vibrazioni a diverse velocità della macchina durante il test di run-up. Una volta configurate le finestre di tolleranza per una determinata macchina e il rispettivo test, è possibile salvare l’intera configurazione come template e proteggerla con password. Il template risultante può essere condiviso con i tecnici per i test sul campo, per ottenere risultati senza ambiguità e senza dover avere conoscenze specialistiche sui test vibrazionali e sonori.

Un test di run-up con il tipo 2250 come descritto sopra fornisce un risultato superato/non superato in modo rapido e semplice, ma non offre grandi possibilità di diagnosi. In situazioni in cui una macchina supera i limiti in una o più finestre di tolleranza, un’analisi aggiuntiva con l’applet BK Connect di post analisi all’ordine può aiutare a svelare la causa del superamento, in modo da adeguare le azioni future. 

Per analizzare le nostre misurazioni in BK Connect, dobbiamo abilitare la registrazione del segnale sul tipo 2250. Con l’opzione di registrazione del segnale BZ-7226, il tipo 2250 può essere configurato per registrare l’intera misurazione come file wave da 24-bit, 48 kHz. La sonda tachimetro laser CCLD di tipo 2981 può anche essere collegata al tipo 2250 per aggiungere velocità alla misurazione, che viene visualizzata in tempo reale e codificata automaticamente nel file wave per il post-processing. Con queste aggiunte è ora possibile eseguire l’analisi agli ordini sulle misurazioni in BK Connect.

Perché eseguire l’analisi dell’ordine? L’analisi dell’ordine si riferisce alla misura delle rotazioni, alla velocità di rotazione e agli ordini armonici delle parti rotanti nella macchina testata. I sistemi meccanici con elementi rotanti avranno forze di eccitazione periodiche con una frequenza fondamentale in seguito alla frequenza di rotazione. Queste forze di eccitazione provocano corrispondenti segnali di risposta periodici, ovvero segnali che hanno contenuto alla frequenza fondamentale (rotativa) e alla sua armonica. Le tecniche dell’analisi all’ordine ci consentono di estrarre questi ordini armonici dai segnali di risposta, il che ci offre una visione più approfondita delle cause dei fenomeni vibratori e sonori nel sistema analizzato. 

L’applet BK Connect per la post-analisi all’ordine di tipo 8490-G comprende l’estrazione all’ordine dall’analisi FFT e l’analisi di tracciamento ordine con ricampionamento digitale. Ciascuna di queste tecniche è riepilogata qui sotto, insieme ad alcuni dei relativi vantaggi e svantaggi. Ovviamente, la stessa misurazione può essere analizzata in BK Connect con entrambe le tecniche separatamente, per cui non è necessario scegliere la tecnica da usare al momento della misurazione.

Un estratto dell’ordine dall’analisi FFT o una misurazione di run-up rivela il rapporto tra gli spettri di frequenza e la velocità. In questa analisi viene calcolata una multi-buffer degli spettri di frequenze FFT per ogni intervallo di velocità (calcolato dal segnale del tachimetro). Dato che gli spettri rimangono presenti in termini di frequenza, questa analisi presenta il vantaggio di essere familiare agli utenti che provengono da semplici analisi di frequenza e le funzioni principali nella misurazione possono essere più facilmente correlate a fenomeni udibili. I componenti di frequenza costanti, come la risonanza strutturale possono essere individuati facilmente su una isoclina, nella forma di linee verticali a frequenze fisse. Dato però che la fetta dello spettro rappresenta una gamma di velocità, lo smearing della frequenza dei componenti dell’ordine può complicare la separazione degli ordini superiori, soprattutto per le velocità elevate di sweep nel run-up. 

In un’analisi di tracciamento ordine, il segnale di misura viene ricampionato sulla base della velocità di rotazione della macchina usando il segnale del tachimetro, in modo tale da ottenere un numero costante di campioni al giro. La trasformazione di Fourier del segnale ricampionato indica lo spettro dell’ordine, con un asse x negli ordini armonici collegato alla velocità di rotazione fondamentale del sistema piuttosto che alla frequenza in Hertz. Su una isoclina, gli ordini e i componenti interarmonici appaiono come linee verticali nette e i componenti di frequenza costante, come le risonanze strutturali, seguono le curve iperboliche sulla isoclina. I componenti dell’ordine non sono più soggetti a smearing, il che consente di individuare gli ordini armonici superiori. Unita a una conoscenza del sistema testato, ad es. in merito al numero di pale di un ventilatore o di denti in un ingranaggio, questa analisi può anche dare informazioni sulle interrelazioni tra i componenti del sistema e altri componenti, contribuendo così alla diagnosi dei guasti. 

Questo articolo sfiora appena la superficie della teoria e delle applicazioni pratiche dell’analisi all’ordine e del tracciamento, oltre alle possibilità dell’analisi di post-processing in BK Connect per aumentare le proprietà diagnostiche delle misurazioni delle vibrazioni eseguite con il tipo 2250. Altrettanti vantaggi si ottengono anche abbinando le misurazioni manuali sul tipo 2250 o sul tipo 2270 con altre applet BK Connect, il tutto mantenendo la semplicità e la portabilità dell’analizzatore manuale per le misurazioni sul campo.

Le tecniche dell’analisi ci consentono di estrarre questi ordini armonici dai segnali di risposta, il che ci offre una visione più approfondita delle cause dei fenomeni vibratori e sonori nel sistema analizzato. 
L’applet BK Connect per la post-analisi all’ordine di tipo 8490-G comprende l’estrazione all’ordine dall’analisi FFT e l’analisi di tracciamento ordine con ricampionamento digitale. Ciascuna di queste tecniche è riepilogata qui sotto, insieme ad alcuni dei relativi vantaggi e svantaggi. Ovviamente, la stessa misurazione può essere analizzata in BK Connect con entrambe le tecniche separatamente, per cui non è necessario scegliere la tecnica da usare al momento della misurazione.

Un estratto dell’ordine dall’analisi FFT o una misurazione di run-up rivela il rapporto tra gli spettri di frequenza e la velocità. In questa analisi viene calcolata una multi-buffer degli spettri di frequenze FFT per ogni intervallo di velocità (calcolato dal segnale del tachimetro). Dato che gli spettri rimangono presenti in termini di frequenza, questa analisi presenta il vantaggio di essere familiare agli utenti che provengono da semplici analisi di frequenza e le funzioni principali nella misurazione possono essere più facilmente correlate a fenomeni udibili. I componenti di frequenza costanti, come la risonanza strutturale possono essere individuati facilmente su una isoclina, nella forma di linee verticali a frequenze fisse. Dato però che la fetta dello spettro rappresenta una gamma di velocità, lo smearing della frequenza dei componenti dell’ordine può complicare la separazione degli ordini superiori, soprattutto per le velocità elevate di sweep nel run-up. 

In un’analisi di tracciamento ordine, il segnale di misura viene ricampionato sulla base della velocità di rotazione della macchina usando il segnale del tachimetro, in modo tale da ottenere un numero costante di campioni al giro. La trasformazione di Fourier del segnale ricampionato indica lo spettro dell’ordine, con un asse x negli ordini armonici collegato alla velocità di rotazione fondamentale del sistema piuttosto che alla frequenza in Hertz. Su una isoclina, gli ordini e i componenti interarmonici appaiono come linee verticali nette e i componenti di frequenza costante, come le risonanze strutturali, seguono le curve iperboliche sulla isoclina. I componenti dell’ordine non sono più soggetti a smearing, il che consente di individuare gli ordini armonici superiori. Unita a una conoscenza del sistema testato, ad es. in merito al numero di pale di un ventilatore o di denti in un ingranaggio, questa analisi può anche dare informazioni sulle interrelazioni tra i componenti del sistema e altri componenti, contribuendo così alla diagnosi dei guasti. 

Questo articolo sfiora appena la superficie della teoria e delle applicazioni pratiche dell’analisi all’ordine e del tracciamento, oltre alle possibilità dell’analisi di post-processing in BK Connect per aumentare le proprietà diagnostiche delle misurazioni delle vibrazioni eseguite con il tipo 2250. Altrettanti vantaggi si ottengono anche abbinando le misurazioni manuali sul tipo 2250 o sul tipo 2270 con altre applet BK Connect, il tutto mantenendo la semplicità e la portabilità dell’analizzatore manuale per le misurazioni sul campo.