什么是階次分析？
在轉子動力學中，階次分析(或階次跟蹤)是對旋轉機械或振動部件的噪聲或振動的分析。它基于振動和速度測量，這需要至少一個加速度傳感器來評估被測設備(DUT)的振動。此外，確定或估計轉子的速度和角位置是必要的。這通常是用編碼器或轉速表完成的。
在旋轉機械的世界里，振動講述了一個無聲但有力的故事——尤其是通過階次分析進行研究時?；谡駝雍托D測量，它為工程師提供了對被檢查系統的各種見解。讓我們深入了解階次分析的基本原理，并發現它在維護機械的健康和可靠性方面的核心作用。
與頻率分析相反，噪聲或振動的能量含量不是按照頻率繪制的，而是按照階次繪制的。在這種情況下，階次是指振動信號的諧波成分。每一階對應于轉子基本轉速的一個倍數。換句話說，這意味著一階對應于轉子本身的轉速，二階對應于轉速的兩倍，以此類推。每一階表示振動信號中的一個諧波分量。
如何做階次分析？
首先，我們需要從DUT(例如發動機)收集振動數據，例如使用加速度計。一般來說，在下一步中，我們從原始振動信號中去除任何不相關的數據(噪聲)，只捕獲相關的頻率范圍。我們還需要一個信號，該信號提供了關于被測設備轉子轉速的信息。這可以用例如轉速表來收集。
在我們開始階次分析之前，我們需要確保我們的振動數據與轉子的旋轉(或角度位置分別)同步。例如，這可以通過同時記錄速度脈沖來實現。
一旦我們確定了單個旋轉(對應于一階)，我們應用跟蹤算法來跟蹤每個階隨時間的頻率變化。因此，我們將振動信號分成每轉一圈的信號塊，其中一個塊代表一個轉一圈。
為了改善結果并避免不準確的結果，我們應用了進一步的濾波(例如抗混疊濾波器)、平滑和重采樣操作。，我們使用快速傅里葉變換(FFT)將每個塊轉換到頻域。這就得到了每個角速度[rpm]的功率譜。
然后可以將結果以各種圖的形式可視化。然而，在階次跟蹤中，我們通常使用表示振動強度的2d彩色圖作為光譜與RPM的顏色。這個頻譜可以可視化為頻譜或階譜。階譜將加速度信號中的頻率分量與機械速度的階次聯系起來。這允許在階譜表示中直觀地跟蹤不同轉速下的階次，并跟蹤頻譜表示中的頻率分量。
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