Realizar análisis de orden en LabVIEW con software de sonido y vibración

Información general

Con la Sound and Vibration Measurement Suite de National Instruments, usted puede construir aplicaciones personalizadas de automatización y medidas basadas en LabVIEW con capacidades de análisis de orden para rastreo, extracción de orden y procesamiento de señal de tacómetro. La suite emplea rastreo de orden de Gabor, un algoritmo patentado basado en el análisis conjunto de tiempo-frecuencia (JTFA), así como el remuestreo convencional para la capacidad de procesamiento en línea.

En la Sound and Vibration Measurement Suite se incluye un conjunto de VIs que usted puede arrastrar para crear aplicaciones de LabVIEW personalizadas, lo que le permite realizar las siguientes operaciones de análisis:

  • Calcular y examinar la velocidad de rotación
  • Medir la distribución de potencia en el dominio de orden o frecuencia como una función del tiempo o de la velocidad de rotación
  • Extraer los componentes de orden de la señal de ruido o vibración
  • Medir la magnitud y la fase de cualquier componente de orden en función de la velocidad de rotación
  • Presentar datos en una gráfica en cascada, órbita, bode o polar

Contenido

Explicación de VIs de análisis de orden de sonido y vibración

Gráficas (abajo) de frecuencia-tiempo y RPM-Orden de una señal de vibración.

Figura 1: Datos de frecuencia-tiempo y orden de RPM representados usando sonido y vibración en LabVIEW

El análisis de orden es una poderosa herramienta que se utiliza para estudiar, diseñar y monitorear maquinaria rotativa o recíproca cuya velocidad de rotación puede cambiar con el tiempo. Al igual que con el análisis de dominio de frecuencia, usted puede pensar en el análisis de orden como un bisturí de señales que puede diseccionar el sonido, la vibración y otras señales dinámicas en componentes que se relacionan con los elementos físicos de los sistemas mecánicos. A partir de esto, obtiene una mejor comprensión del sistema y usted puede identificar las características que cambian con el tiempo y las condiciones de funcionamiento. A diferencia del espectro de potencia y otros estándares de análisis del dominio de frecuencia, el análisis de orden funciona incluso cuando la fuente de la señal sufre variaciones de velocidad de rotación o cambios de frecuencia/Doppler.

Los VI de análisis de orden incluidos en la Sound and Vibration Measurement Suite presentan la capacidad de calcular y examinar la velocidad de rotación y extraer los componentes de orden de la señal original de ruido o vibración. La distribución de energía se puede medir como una función del tiempo o de la velocidad de rotación, y es más fácil medir la fase y la magnitud de cualquier componente de orden como una función de la velocidad de rotación. Los datos se muestran en gráficas de cascada, órbita, polares o de Bode.

Además de varios VI avanzados que brindan flexibilidad y un mayor control del proceso de análisis, este toolkit también incluye un conjunto de Express VIs que le permiten realizar tareas simples sin mucha programación. El toolkit también viene con extensos ejemplos que muestran las tareas fundamentales de análisis de orden, como adquisición de datos, presentación de datos, rastreo de orden de Gabor y seguimiento de orden de remuestreo para el procesamiento de señales de tacómetro analógico y digital. Al aprovechar estos ejemplos, usted puede desarrollar aplicaciones mucho más rápido.

Puede aplicar el análisis de orden a señales dinámicas generadas por sistemas mecánicos que incluyen componentes rotativos o recíprocos, como turbinas, compresores, bombas y motores. Es común usar el análisis de orden en aplicaciones como monitoreo de condición de máquinas (MCM) y pruebas de ruido, vibración y severidad (NVH). Con la capacidad adicional para el procesamiento en línea, usted puede crear fácilmente aplicaciones flexibles para monitoreo basado en condiciones y mantenimiento predictivo. Los dispositivos de adquisición de señales dinámicas de National Instruments son ideales para adquirir señales de sonido y vibración con convertidores A/D de 24 bits y filtros anti-aliasing.

VIs de ejemplo de análisis de orden

La Sound and Vibration Measurement Suite incluye VIs de ejemplo fáciles de usar para las aplicaciones más comunes, que incluyen:

  • Procesamiento de señales de tacómetro analógico
  • Espectro de potencia de orden
  • Análisis de mapas espectrales para gráficas en cascada y mapas de colores
  • Rastreo de orden - magnitud y fase
  • Extracción de forma de onda de orden

El siguiente VI es un ejemplo que utiliza la Sound and Vibration Measurement Suite. Este VI muestra cómo calcular un espectro de potencia de orden con un promedio. Este VI usa VIs DAQmx para adquirir señales de sonido o vibración y una señal de tacómetro analógico y muestra el espectro de potencia de orden continuamente.

LabVIEW VI de ejemplo de análisis de orden

Instrucciones para ejecutar este VI:

  1. En la página de configuraciones de DAQ en el panel frontal, especifique las configuraciones del dispositivo y canal, la configuración de tiempo y la información del canal del tacómetro. 
  2. En la página de espectro de potencia de orden en el panel frontal, especifique el tipo de ventana, el tamaño de bloque o la resolución de orden y los parámetros promedio para el cálculo de potencia en banda.  
  3. Ejecute el VI.

 

Lista de descripción y función de análisis de orden

Consulte también Descripción general y comparación de características del software de sonido y vibración para aprender más sobre qué distribución de sonido y vibración cubre sus necesidades.

  • Procesamiento del tacómetro
  • Espectro de potencia de orden
  • Rastreo de orden
  • Extracción de orden
  • Remuestreo angular
  • Gráfica en cascada
  • Gráfica de centroide de eje y de órbitas
  • Gráficas polares y de Bode
  • Detección de envolvente
Esta tabla resume las medidas y las características de sonido y vibración
Medidas     Características  Descripción
Visualización
  • Visualización en cascada
  • Visualización de mapa de colores
  • Visualización de magnitud/fase
  • Gráfica en cascada
  • Gráfica de Bode
  • Gráfica polar
  • Gráfica de órbita
  • Gráfica de base de tiempo
  • Gráfica de centroide de eje
Utilice los VIs e indicadores de visualización para configurar y utilizar las gráficas y diagramas incluidos para mostrar los datos adquiridos y los resultados procesados.
Análisis de envolvente Detección de envolvente Utilice el análisis de detección de envolvente para identificar fallas mecánicas que tienen un efecto de modulación de amplitud en la señal de vibración de una máquina.
Pedido
Análisis
  • Transformada de Gabor (fuera de línea)
  • Remuestreo (en línea)
  • Espectro de potencia de orden
  • Fase, magnitud,
    forma de onda de orden
Utilice los VIs de análisis de orden para calcular los resultados relacionados con el orden, como mapa de orden, magnitud y fase de orden, espectro de orden y forma de onda de orden.
Compensación de desplazamiento lento Compensación de desplazamiento lento Utilice el OAT Get Vector Reference VI para extraer la señal de referencia del vector.   Utilice el OAT Get Even Angle Reference VI para extraer la señal de referencia de ángulo uniforme de la señal del tacómetro y la vibración de desplazamiento lento.  Utilice el OAT Compensate Vector Signal VI para eliminar los errores de desplazamiento lento en la señal vectorial. Utilice el OAT Compensate Even Angle Signal VI para eliminar los errores de desplazamiento lento de la señal de ángulo uniforme.
Procesamiento de señales de tacómetro Procesamiento de señal de tacómetro analógico y digital Utilice los VI de procesamiento de señales de tacómetro para procesar señales de tacómetro analógico y digital.