Граничні значення частотних смуг третьоктавний спектра

Широкосмугові спектри вібрації (октавні й дольоктавние) використовуються для контролю вібрації (і шуму) механізмів, в яких частота обертання від вимірювання до вимірювання (і в процесі вимірювання) може змінюватися, а кордони цієї зміни задаються у відсотках від відомої середньої частоти.

У таких спектрах по осях координат вказуються логарифмічні одиниці виміру - дБ для відображення величини (рівня) складової сигналу і номера октави для відображення її частоти. У той же час для зручності порівняння дольоктавних спектрів різної відносної ширини (октавних, 1 / 3октавних, 1/6-октавних, 1 / 12октавних і т.д.) стандартизовані не номери смуг, а їх середні (точніше середні геометричні) частоти в Герцах . Відповідно ці частоти і наводяться на графіках дольоктавних спектрів.

У завданнях моніторингу стану механізмів по вібрації кожен з незалежних режимів їх роботи по частоті обертання зазвичай задається з точністю +/- 5% (або задається зона допустимих змін частоти обертання в одному режимі шириною 10-15%). Оптимальним для моніторингу стану з таким діапазоном зміни частоти обертання є третьоктавний спектр вібрації, вимірюваний в контрольних точках.

Граничні частоти смуг дольоктавних спектрів визначаються співвідношенням:

f0 - середня геометрична частота, fн - нижня гранична частота, fв - верхня гранична частота.

Верхня і нижня граничні частоти кожної смуги третьоктавний спектра пов'язані співвідношенням, тобто їх граничні частоти відрізняються на одну третину октави. Ширина смуги третьоктавний фільтра дорівнює 23% від його середньої геометричної частоти, це означає, що чим вище середня частота, тим ширше відповідна частотна смуга, проте в логарифмічному масштабі ширина смуг однакова (див. Рис Г.1).

Базова середня геометрична частота взята з акустики - 1000Гц, це частота, на якій чутливість органів слуху людини приймається за максимальну. Відповідно від неї в обидві сторони по частоті йде відлік среднегеометрических частот октавних смуг (на низьких частотах з округленням), а від цих среднегеометрических частот йде відлік дольоктавних среднегеометрических частот. Стандартизовані тільки октавні й третьоктавні середньогеометричні частоти (ГОСТ 17168-82). Значення нижніх і верхніх граничних частот для кожної третинно октавній смуги наведені в таблиці Г.1.

Мал. Г.1 - Характерні частоти третьоктавних фільтрів.

Таблиця Г.1. Среднегеометрические і граничні частоти третьоктавних фільтрів

В задачах ідентифікації стану механізму необхідно визначати, в які смуги широкосмугового спектру вібрації потрапляють ті гармонійні складові вібрації контрольованого об'єкта, які відповідають за появу конкретних дефектів. Найбільш точно це завдання вирішується, якщо частота обертання відома з високою точністю (менше 1-2%), наприклад, за даними, які добувають з систем управління об'єктами контролю.

У тому випадку, якщо частота гармонійної складової вібрації, використовуваної в якості діагностичного параметра, близька до граничних частотах сусідніх фільтрів, при зростанні рівня гармонійної складової вібрації в третьоктавний спектрі може рости відразу дві найближчі по частоті складові. У цьому випадку зростання величини гармонійної складової вібрації може бути вище реєстрованого зростання рівня сусідніх складових третьоктавний спектра вібрації на величину до -3дБ для випадку, коли частота гармонійної складової потрапляє точно між сусідніми третьоктавний смугами спектра.