주파수설정 (진동측정을 위한 주파수 설정의 방법)

FFT 진동계측기를 이용하여 진동을 측정한다는 것은 다른 물리량 측정보다 미리 감안해야 할 것이 많이 있다. 무엇보다도 처음에 가장 난감한 문제는 바로 “몇 Hz까지 설정해야 하는가?”일 것이다. 진동계를 가지고 있다면 별로 고민할 필요는 없다. 보편적인 진동계에는 FFT처리를 하지 못하므로 주파수 설정 자체가 없이 시간파형만을 가지고 측정이 가능한 영역을 적정한 필터링을 사용해서 잘라 사용하기 때문이다. 그러나 FFT계측기는 다르다. 주파수 설정을 잘못하면 원하는 신호를 전혀 보지 못할 수도 있고 기본에 관련되는 문제이기 때문에 난처함을 보기도 한다.

주파수 설정(최대주파수 Fmax와 Sampling주파수)

진동측정을 위한 주파수 설정에서는 기본적으로 최대주파수(Fmax)를 설정하면 된다. 이 것은 스펙트럼 그래프의 가로축 최고 주파수를 의미한다. 예전 고급FFT종류에서는 샘플링주파수(Sampling frequency, Sampling rate)로 표현하기도 하는데 진동계측기에서는 보통 Fmax의 2배에 해당한다. 정확하게는 2.56배이지만 2배로 설정되고 있다. 따라서 샘플링 주파수를 묻는다면 최대주파수는 2로 나눠주면 된다. 그러나 설정값을 넣는 것이 중요한 것이 아니라 예를 들어 Fmax를 1000Hz으로 맞춘다면 무엇을 볼 수 있을까를 미리 생각해야 하는 것이 가장 중요한 것이다. 아래참조.

1.  기계의 제원파악

-원동drive component의 회전수(모터의 pole 수, 전기주파수, 터빈의 Blade수, Sleeve or Rolling 베어링, 기타 회전요소)- Sleeve 베어링은 저주파를 잘 측정할 수 있어야 한다.

-피동 driven component의 회전 이벤트 정보(Blade수, Vane수, Sleeve or Rolling 베어링, 기어의 단과 잇수, 기타 회전요소) –기어맞물림 주파수(GMF)의 3배까지 측정이 좋다.

2.  계측기특성 및 센서의 종류 및 부착방법파악

-탐침봉일 경우 1000Hz이상 읽는 것은 신뢰할 수 없다.

-고주파용 센서의 경우 저주파를 잘 읽어낼 수 없다.

-계측기의 최저주파 Noise한계를 파악해야 한다.

-초저주파 측정 알고리즘을 이해하여야 한다.

-저주파는 저주파센서로 측정해야 선명하게 읽을 수 있다.

-저주파 Noise의 경우 케이블의 Noise문제도 파악한다. (케이블이 움직이면 저주파 노이즈가 증가한다.)

-Ski slope 현상을 이해한다.(적분오류로 인해 저주파를 측정할 수 없는 계측기의 경우에는 Cutoff한다.)

3.     사전정보가 없을 경우의 기본 설정원칙

-1차 회전수의 70배를 우선 설정한다. (속도도 알지 못한다면 5000Hz)

-원하는 주요주파수 군이 화면의 중심에 오도록 재설정한다.(3000Hz, 1000Hz)

-이 때 Line수(해상도)를 높이고 주파수를 짧게 셋팅 할수록 측정시간은 길어진다.(100Hz 1000line일 경우 1개의 블록사이즈 당 측정시간은 10초이다.)

-속도(mm/s rms)로 설정하여 모든 대역의 주파수를 관망 평가한다.

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