Záznam signálu vibrací

Technologie, která byla považována za zastaralou, se opět dostává do akce.

PŘI MĚŘENÍ a analýze vibrací přímo na místě se můžeme dostat do situací, kdy čas nedovoluje zkoušet různé typy měření s různými parametry. Důvodem je příliš krátká doba chodu stroje na to, aby bylo možné provádět měření opakovaně.

Typickým příkladem takové situace je rozběh a doběh. Riziko nevhodného nastavení parametrů měření nebo chyby v nastavovací fázi může být poměrně vysoké, zvláště když se k tomu přidá tlak vědomí, že měření nelze opakovat.

Moje osobní zkušenost se stala, když jsme měli měřit vibrace při výbuchu v lomu. Příprava zabrala celý den kvůli obrovskému množství výbušnin. Měření bylo navíc třeba provádět synchronně z mnoha senzorů umístěných na různých místech v různých vzdálenostech od místa výbuchu.

Požadovaná zpráva o měření měla obsahovat časový průběh z každého senzoru a graf znázorňující křivku poklesu energie v závislosti na vzdálenosti od centra detonace. Amplitudovou spoušť jsme nastavili tak, aby měření zahájila vlna z detonace přicházející k prvnímu senzoru.

Samozřejmě jsme použili předběžnou spoušť (250 ms), abychom mohli vidět šum těsně před detonací. Všichni jsme byli nervózní, když jsme odpočítávali do detonace; zatajili jsme dech a výbušnina byla odpálena.

Když jsme si prohlédli signál, okamžitě jsme věděli, že se něco pokazilo. Na začátku nebyl očekávaný nízký šum s náhlým nárůstem od energie výbuchu. Od samého začátku měření byly přítomny vysoké amplitudy výbuchu (i v prvním vzorku), které se s časem snižovaly.

S třesoucíma se rukama jsme otevřeli nabídku nastavení v analyzátoru a okamžitě jsme si uvědomili, co se stalo. Místo 250ms pre-triggeru jsme nastavili 250ms post-trigger!

Ztratili jsme celý začátek detonačního signálu a měření začalo 250 ms poté, co vlna dosáhla senzoru. To znamenalo, že jsme nemohli provést analýzu podle objednávky našeho zákazníka.

Věřte mi - bylo velmi těžké zákazníkovi vysvětlit, proč nemůžeme analýzu provést. Když jsme žertem navrhli provést detonaci ještě jednou, zákazníkovi to vůbec nepřišlo vtipné. To byl příklad ideální situace, kdy měl být pořízen záznam celé události a následně provedena analýza.

V tomto případě by se záznam spustil ručně a nechal by se běžet možná až několik minut před odpálením výbušniny a poté by se ručně zastavil. Tento přístup by eliminoval potřebu předamplitudové spouště, která vedla k výše popsané katastrofální zkušenosti.

Další situací, kdy je lepší zaznamenávat původní signál, je měření stroje, který průběžně mění svůj stav. To může být způsobeno změnou napájení nebo jiným podobným stavem. Dalším příkladem je motor výtahu; nejprve zde dojde ke krátkému rozběhu, pak výtah chvíli běží nepřetržitě a pak se zastaví.

Celý cyklus může trvat jen několik sekund. Je lepší pořídit záznam celého cyklu a pak z něj vybrat požadovanou část a analyzovat ji. Záznam může být potřebný i při pochůzce. Všechny požadované údaje (například celkové hodnoty, spektrum a časový průběh) lze ze záznamu později zpracovat v počítači.

Historie páskového záznamníku

Když jsme kdysi dávno v 80. letech minulého století začínali pracovat v oblasti vibrodiagnostiky, používaly se k záznamu signálu magnetofony. Tehdy to byla obrovská a těžká zařízení, takže k provedení pochůzky s tímto zařízením byl zapotřebí silný člověk. K analýze záznamu byl pak zapotřebí samostatný "analyzátor". Toto zařízení bylo ještě větší a těžší než magnetofon!

V osmdesátých letech se na trhu objevily první "přenosné analyzátory", které způsobily revoluci v oblasti vibrodiagnostiky - zejména v pochůzkovém měření. Od magnetofonů se rychle upustilo, protože všechny naměřené hodnoty bylo možné v této fázi uložit do paměti přenosného měřicího zařízení. Naměřené hodnoty se ukládaly, ale původní záznam vibračního signálu nikoliv.

Procesory byly příliš pomalé na záznam surového signálu a paměť byla příliš malá na uložení tak velkého množství dat. Těm, kteří jsou mnohem mladší než já, musím říci, že pevný disk v mém počítači v roce 1990 měl úctyhodnou velikost 10 MB. Protože nebylo možné uložit velký soubor, musel jsem vždy zvažovat kompromis mezi hodnotami uložení 400 nebo 800 řádků rozlišení ve spektru a ukládat vyšší rozlišení se dělalo jen za velmi zvláštních okolností.

V dnešní době, kdy se kapacita paměti zdá být neomezená, je velmi obtížné vysvětlit zákazníkovi, že 25 600 řádků ve spektru není potřeba. Jeho odpovědí na to může být, že uložit spektrum s více řádky nikomu neuškodí.

To platí v případě, že hovoříme o pochůzkovém sběru dat, kdy se odečty opakují v dlouhém časovém intervalu, jako jsou dny, týdny nebo měsíce. Když však začneme uvažovat o online monitorování, pak se situace dramaticky mění. Pokud je nastaveno spektrum 25 600 řádků na desítkách kanálů a odečty jsou prováděny každou sekundu, pak se i dnes běžné paměťové disky mohou velmi rychle zaplnit.

Během oněch začátků jsem si opakovaně přál, abych mohl mít verzi "magnetofonu", na kterou bych se po návratu do kanceláře mohl spolehnout, když bych zjistil, že mé nastavení v přenosném analyzátoru bylo špatné. Kdybych měl možnost provést měření znovu. Jako výrobce vibračního zařízení jsme trpělivě čekali, až bude výkon procesoru a velikost paměti dostatečně vysoká, abychom se mohli znovu vrátit k možnosti integrovat  záznam vibračního signálu.

Záznam signálu je nyní opět k dispozici

Vyvinuli jsme záznamový modul a "digitální záznamník vibračního signálu" je tedy nyní opět realitou. "Záznamník" je jedním z modulů, které jsou součástí analyzátoru vibrací. Pro využití rekordéru je prvním úkolem nastavit kanály, ze kterých chceme nahrávat.

Dnes můžeme nahrávat 4 střídavé a 4 stejnosměrné kanály současně. Při použití snímače vířivých proudů (proximity) připojíme snímač paralelně ke střídavému a stejnosměrnému kanálu. Vzhledem k velké dostupné paměti není třeba před záznamem definovat délku záznamu. Obvykle se záznam spouští a zastavuje ručně. Záznam může být také spuštěn (nastartován) externím TTL signálem, takže záznam se spustí při detekci signálu a zastaví se, když signál zmizí. Vzhledem k vysoké rychlosti procesoru a dostupné paměti se běžně používá vzorkovací frekvence 64 kHz (frekvenční rozsah 25 kHz), i když při následném zpracování obvykle stačí pro analýzu mnohem nižší nastavení frekvence a rozlišení. Vzorkovací frekvence fs=64kHz nabízí úžasných 160 hodin jednokanálového záznamu nebo při využití všech čtyř kanálů a vstupu snímače rychlosti lze pořídit více než 32 hodin nepřetržitého záznamu.Po dokončení záznamu se signál zobrazí na obrazovce. Poté můžete vybrat část, která vás zajímá, a uložit ji a zbytek odstranit, pokud chcete minimalizovat zbytečné využívání paměti.

Záznam surového signálu byl popsán v první části tohoto článku. Nyní přejdeme k následnému zpracování zaznamenaného surového signálu.

DVA REŽIMY, které se nejčastěji používají k následné analýze nahraného surového signálu ve analyzátoru Adash, jsou Analyzátor a Run Up/Coast down. Následnou analýzu můžete provést ihned po záznamu na místě nebo později v kanceláři. Režim Analyzátor nabízí širokou škálu měření: jednoduché (celková hodnota), běžně používané (časové signály, spektrum) nebo pokročilejší měření (frekvenční charakteristika).

Režim Run up/Coast down umožňuje průběžné měření a ukládání naměřených hodnot. To znamená, že můžete nastavit časový interval mezi dvěma odečty (příklad: odečet se provádí každou sekundu) nebo interval závisí na změně rychlosti (nový odečet se provede, když dojde ke změně rychlosti o více než 1 Hz oproti předchozímu uloženému odečtu).

Čas můžete výrazně zrychlit

Pokud je například záznam rozběhu dlouhý 20 minut, pak po zpracování v normálním režimu je čas přehrávání reálný (20 minut). Vzniká tak situace, kdy je to stejné, jako kdybyste se vrátili v čase a prováděli vyhodnocení přímo u stroje, ale máte výhodu, že si můžete přehrát data vícekrát s jiným nastavením, dokud nebudete mít data analyzována v optimálním rozlišení a frekvenci.

Vyvinuly jsme velmi unikátní funkci - pro případ, že nechcete čekat 20 minut na analýzu dat. Čas může běžet rychleji. Jednu minutu lze například zkrátit na pouhou jednu sekundu. Děje se tak díky speciálnímu blokovému přístupu k datům.

Zrychlení času je nepřímo úměrné složitosti požadované analýzy. V případě zpracování jednoduchých údajů, jako jsou celkové hodnoty vibrací, můžeme čas zrychlit i 1000krát (to znamená, že 1 hodina záznamu je zpracována za 3 sekundy). V případě zpracování složitějších měření, jako je řádová analýza, která vyžaduje relativně dlouhý výpočetní čas, můžeme čas zrychlit obvykle "jen" 50krát.

Velkou výhodou této funkce je svoboda uživatele zkoušet různá nastavení a zobrazovat různé výsledky ve zlomku času. Umožňuje analytikovi "experimentovat" a opakovat proces sběru dat na zařízení.

 

Virtual Unit v počítači

Až dosud jsme hovořili o použití přístroje pro záznam a pro analýzu. Možností je však více. Záznam surového signálu byl popsán v první části tohoto článku. Nyní přejdeme k následnému zpracování zaznamenaného surového signálu.

ZÁZNAM Vibračního signálu - lze snadno přenést z paměti přístroje do počítače (pomocí kabelu USB).

Virtuální Analyzátor ADASH je možné stáhnout a spustit přímo na počítači nebo tabletu se systémem Windows. Jedná se o software Virtual Unit a je k dispozici zdarma ke stažení na adrese www.adash.com.

Tento software je plně funkční verzí Analyzátoru vibrací VA5 Pro. Po nahrání virtuálního analyzátoru do Vašeho počítače se zobrazí stejná obrazovka, jaká se zobrazuje na analyzátoru VA5 Pro.

S FUNKCÍ NAHRÁVÁNÍ VÁM NEUNIKNE ŽÁDNÁ DŮLEŽITÁ INFORMACE SKRYTÁ VE VIBRACÍCH.

 

Sdílení záznamů

Jednoduchá architektura souborů umožňuje exportovat záznamy ve formátu .wav a sdílet je s kolegy, aby je mohli využít s různými softwarovými platformami. Také můžete soubor .wav přehrát pomocí zvukového výstupu v počítači a poté připojit analyzátor k provedení analýzy. Není to samozřejmě nejlepší řešení, protože frekvenční rozsah PC zvukové karty začíná na více než 20 Hz. a převod z digitálního na analogový také není bezbolestný, ale je to lepší než nic.

ADASH však nabízí mnohem elegantnější řešení, jak sdílet nahrávky s kolegy, kteří nemají analyzátor ADASH. Nezapomeňte - plně funkční verzi virtuálního analyzátoru si můžete zdarma stáhnout z našich webových stránek.

Po stažení do počítače lze nahrané soubory surových dat sdílet bez omezení a analyzovat je může kdokoli, kdo si to přeje. To může být velmi mocný nástroj, když jsou data shromažďována (přesněji řečeno zaznamenávána) na jednom místě, ale analyzována podle libosti různými analytiky, kteří mohou mít různé pohledy na to, co je zajímá; výsledky jsou pak společně diskutovány.

K vytvoření záznamu navíc nepotřebujeme nutně přístroj VA5Pro. K dispozici je jednotka Adash SAB (Signal Acquisition Box), která má stejné AC/DC vstupy jako VA5 Pro. Stačí  připojit SAB k notebooku a z vašeho počítače se stane čtyřkanálový analyzátor se všemi funkcemi přístroje VA5.

Mnoho uživatelů dává přednost této alternativě, protože ovládání na PC je mnohem jednodušší a lze jej sdílet v reálném čase s ostatními s využitím bezdrátového připojení a vzdálené plochy. Tato aplikace také nabízí jedinečnou možnost "poskládat" až čtyři jednotky SAB, čímž se z vašeho počítače stane 16kanálový analyzátor. Malé jednotky SAB jsou mnohem levnější a snadněji se přepravují.

Při pochůzkovém sběru dat se nabízí i možnost pořizovat záznam. Znamená to, že kromě běžných pochůzkových měření (celkové hodnoty vibrací, spektrum vibrací...) můžete pořídit i záznam pro následnou analýzu.