Techniki Wytwarzania 2 mgr
Krzysztof Jemielniak
Automatyczna Diagnostyka
Stanu Narzędzia
i Procesu Skrawania
Część 4:
" Obróbka sygnałów w DNiPS (cd)
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Schemat typowej obróbki sygnału AE
przed
filtrowaniem
górno-
przepustowym
po filtrowaniu
górno-
przepustowym
100 kHz
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Układ do pomiaru AE firmy Kistler
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Waga filtrowania GP przy posługiwaniu się AERMS
Sygnał AE otrzymany z szerokopasmowego
Wybrane fragmenty i ich
czujnika BK 8312 bez filtrowania:
widma
trzy wybuchy o podobnej amplitudzie
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Wynik filtrowania górnoprzepustowego
SygnaÅ‚ AE otrzymany z szerokopasmowego czujnika Brüel&Kjćr 8312
po filtrowaniu górno i dolno przepustowym (150 kHz i 500 kHz):
dwa wybuchy o różnej amplitudzie
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Przykłady zdemodulowanych sygnałów AE
fpr 1.25 MHz, AERMS
co 100 pomiarów (co
12.5 ms).
W próbach A-D filtr
oktawowy 200kHz za
przedwzmacniaczem
W kolejnych
przebiegach
wartość sygnału
poza wybuchami
coraz większa
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba A
Sygnał słaby zarówno w czasie wybuchu AE jak i poza wybuchami.
Nie występują żadne nieprawidłowości
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba B
Niezrozumiałe, krótkotrwałe spadki amplitudy do zera - zniekształcenie
spowodowane przez aparaturę pomiarową, a nie rzeczywisty przebieg sygnału
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba C
Amplituda jest zbliżona do występującej w próbie B.
Nie występują żadne nieprawidłowości
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba D
Chwilowe zaniki
amplitudy,
przesterowanie
wzmacniacza.
Oba zniekształcenia
trudno rozpoznać w
AERMS
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba E
Szerokopasmowy
czujnik BK8312
Silniejsze
przesterowanie
wzmacniacza.
Występują fragmenty o
dominującej składowej
13kHz, w innych
dominuje 105 Hz
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Próba F
Czujnik BK8313 200kHz
Stałe przesterowanie
wzmacniacza
składowymi o niskich i
wysokich
częstotliwościach
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Pytanie
Co by było, gdyby wystąpiło przesterowanie
przedwzmacniacza, a nie wzmacniacza, czyli
sygnał nasycony byłby poddany filtrowaniu
górnoprzepustowemu?
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Skutki górnoprzepustowego filtrowania sygnałów nasyconych
próba E
200Hz
próba F
200Hz
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Błędna ocena amplitudy
zniekształconego sygnału
Próba B
Próba C
W próbie B sygnał AE nie koniecznie był
niższy niż w próbie C, jak wynikałoby z
porównania przebiegów AERMS sygnałów
zniekształconych przed demodulacją
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Wnioski
1. Niezbędne górnoprzepustowe filtrowanie sygnałów AE musi być
wykonywane na możliwie wczesnym etapie obróbki tego sygnału.
2. Wstępny (buforujący) stopień wzmocnienia powinien być jak
najsłabszy, aby nie występowało przesterowanie sygnału.
3. Przy korzystaniu ze zdemodulowanej postaci sygnału należy
koniecznie upewnić się, czy przed demodulacją nie był on
zniekształcony. Przesterowanie wzmacniacza (po filtrowaniu) jest
łatwe do rozpoznania w przebiegu sygnału oryginalnego jako jego
nasycenie ( obcięcie od góry i od dołu). Przesterowanie
przedwzmacniacza sygnałami o niskiej częstotliwości (przed
filtrowaniem), po filtrowaniu objawia siÄ™ charakterystycznymi
spadkami amplitudy sygnału do zera. W przypadku wysokich
częstotliwości przesterowanie przedwzmacniacza jest praktycznie
niewykrywalne.
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Dobór staÅ‚ej czasowej ÄRMS
sygnał oryginalny (surowy)
AERMS otrzymany cyfrowo
AERMS otrzymany analogowo
ÄRMS = 1.2 ms.
Stała czasowa przy wyznaczaniu wartości
skutecznej powinna być o rząd wielkości
niższa niż czas trwania wybuchu
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Wpływ drogi sygnału AE na jego przebieg
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn
Wpływ drogi sygnału AE na
jego charakterystykÄ™
Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn