Performing Order Analysis in LabVIEW with Sound and Vibration Software
概要
With the National Instruments Sound and Vibration Measurement Suite, you can build custom LabVIEW-based measurement and automation applications with order analysis capabilities for order tracking, order extraction, and tachometer signal processing. The Suite employs Gabor Order Tracking, a patented algorithm based on joint time-frequency analysis (JTFA), as well as conventional resampling for online processing capability.
Included in the Sound and Vibration Measurement Suite is a set of VIs that you can drag and drop to build custom LabVIEW applications, enabling you to perform the following analysis operations:
- Calculate and examine rotational speed
- Measure power distribution in the frequency or order domain as a function of either time or rotational speed
- Extract order components from noise or vibration signal
- Measure magnitude and phase of any order component as a function of rotational speed
- Present data in a waterfall, orbit, bode, or polar plot
Contents
音響/振動を使用する次数解析VIの説明
図1: LabVIEWでNIの音響/振動ソフトウェアを使用してプロットした周波数-時間とRPM-次数のデータ
次数解析は、回転速度が時間によって変化することのある回転/往復機械の調査、設計、監視に使用できる高度なツールです。次数解析は、周波数領域解析と同様に、音響、振動、およびその他のダイナミック信号を機械システムの物理要素に関連する成分に分解できる信号のメスと考えることができます。これにより、システムをより良く理解し、時間および動作条件によって変化する特性を認識することができます。パワースペクトルおよび他の周波数領域解析とは異なり、次数解析は信号ソースが回転速度の変化や周波数/ドップラーシフトの影響を受ける場合であっても有効に機能します。
Sound and Vibration Measurement Suiteに付属する「次数解析」VIでは、回転速度を計算および検証し、次数成分を元のノイズまたは振動信号から抽出することが可能です。配電は、時間または回転速度の関数として計測できます。また、次数成分の位相および振幅は回転速度の関数として簡単に計測できます。 データは、滝型プロット、軌道プロット、極プロット、またはボーデ線図で表示されます。
当ツールキットには、柔軟で詳細な制御が可能な解析処理を提供する数種類の上級VIの他に、プログラミングをほとんど必要とせずに実行できるExpress VIのセットが含まれています。また、アナログおよびデジタルタコメータ信号処理を行うためのデータ収集、データ表示、ガボール次数トラッキング、およびリサンプル次数トラッキングなどの基本的な次数解析タスクに関する豊富なサンプルも付属しています。これらのサンプルを使用すると、アプリケーションをよりすばやく開発することができます。
次数解析は、タービン、コンプレッサ、ポンプ、エンジンなど、回転または往復運動をするコンポーネントを含む機械システムで発生するダイナミック信号に適用することができます。次数解析は、機械状態監視 (MCM) やノイズ/振動/ハーシュネス (NVH) テストなどのアプリケーションで使用するのが一般的です。オンライン処理用の追加機能を使用すると、状態監視や予知保全を行うための柔軟性の高いアプリケーションを簡単に作成できます。NIのNIダイナミック信号収集デバイスは、24ビットA/D変換器およびアンチエイリアスフィルタを使用して音響/振動信号を収集する上で最適なデバイスです。
次数解析のサンプルVI
Sound and Vibration Measurement Suiteには、以下に示す最も一般的なアプリケーションを対象とした使いやすいサンプルVIが含まれています。
- アナログタコメータ信号処理
- 次数パワースペクトル
- 滝型プロットおよびカラーマッププロット用のスペクトルマップ解析
- 次数トラッキング - 振幅と位相
- 次数波形抽出
以下のVIは、Sound and Vibration Measurement Suiteを使用するサンプルです。このVIは、平均化を使用して次数パワースペクトルを計算する方法を示しています。このVIでは、DAQmx VIを使用して音響信号や振動信号、およびアナログタコメータ信号を収集し、次数パワースペクトルを連続的に表示します。
このVIの実行手順:
- フロントパネルにあるDAQ構成ページで、デバイスとチャンネルの構成、時間設定、およびタコメータチャンネルの情報を指定します。
- フロントパネルにある次数パワースペクトルページで、帯域内電力計算用の窓タイプ、ブロックサイズまたは次数分解能、および平均化パラメータを指定します。
- VIを実行します。
次数解析関数および説明リスト
「Sound and Vibration Software Overview and Feature Comparison」も併せてご覧になり、音響/振動ソフトウェアのどのディストリビューションがお客様のニーズに合っているかについてご確認ください。
- タコメータ処理
- 次数パワースペクトル
- 次数トラッキング
- 次数抽出
- 角度リサンプリング
- 滝型プロット
- 軌道プロットとシャフト中心線プロット
- 極プロットとボーデ線図
- 包絡線検出
| 計測 | 機能 | 説明 |
| 表示 |
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表示VIと表示器を使用し、含まれているグラフやプロットを構成/活用して、収集したデータおよび処理結果を表示します。 |
| 包絡線解析 | 包絡線検出 | 包絡線検出による解析を使用し、機械の振動信号に対して振幅変調の影響を及ぼす機械的障害を特定します。 |
| 次数 解析 |
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「次数解析」VIを使用して、次数マップ、次数の振幅と位相、次数スペクトル、次数波形などの次数に関連した結果を計算します。 |
| スローロール補正 | スローロール補正 | 「OAT Get Vector Reference」VIを使用して、ベクトル基準信号を抽出します。 「OAT Get Even Angle Reference」VIを使用して、スローロール振動およびタコメータ信号から偶数角基準信号を抽出します。 「OAT Compensate Vector Signal」VIを使用して、スローロール誤差をベクトル信号から除去します。「OAT Compensate Even Angle Signal」VIを使用して、スローロール誤差を偶数角信号から除去します。 |
| タコメータ信号処理 | アナログおよびデジタルタコメータ信号処理 | 「タコメータ信号処理」VIを使用して、アナログおよびデジタルのタコメータ信号を処理します。 |