طراحی و ساخت یک ارتعاش سنج آرایه ای باند عریض

یکی از ابزارهایی که همواره در حیطه های مختلف از صنعت گرفته تا پزشکی و سازه هایی مثل پلها و سدها مورد توجه و استفاده قرار می گیرد ارتعاش سنجها هستند . تفاوت عمده ای بین انواع ارتعاش در هر کدام از حیطه های فوق ، هم به لحاظ محدوده فرکانسی و هم به لحاظ دامنه نوسان وجود دارد . ماشین آلات دوار وسیع ترین پهنای باند فرکانسی ارتعاشات صنعتی را به خود اختصاص می دهند و مولفه های فرکانسی مهمی را از 1 هرتز تا 20 کیلوهرتز شامل می شوند . توانایی تشخیص زود هنگام آسیبها و معایب ایجاد شده در اجزاء مختلف این تجهیزات و پیشگیری از توسعه عیوب به مراحل پیشرفته تر می تواند مانع از هزینه های بسیار زیاد ناشی از خرابی و آسیبهای جدی تجهیزات دوار گردد . در این پروژه ، ابتدا با تعیین باند فرکانسی که عمده مولفه های مهم و محتمل سیگنالهای ارتعاشی در حوزه ماشین آلات دوار را پوشش دهد ( 1 هرتز الی 10 کیلوهرتز ) ، نسبت به طراحی و ساخت دستگاهی که بتواند با استفاده از آرایه ای از سنسورهای شتاب بر پایه تکنولوژی mems ، مراحل جمع آوری و آماده سازی داده های مربوط به سیگنال ارتعاش را انجام دهد اقدام نمودیم و سپس با بررسی الگوریتم های مختلف آنالیز سیگنالهای ارتعاشی ، بر روی آنالیز زمان – فرکانس بر پایه موجک متمرکز شدیم تا با مقایسه نتایج حاصل از سه روش موجک پیوسته و ترکیبی از تبدیل موجک بسته ای و خطوط modulus maxima و همچنین ترکیبی از تبدیل موجک گسسته و تبدیل فوریه ، بتوانیم الگوریتمی بهینه برای استخراج مولفه های زمان – فرکانس مهم در زمینه ارتعاشات ماشین های دوار ارائه کنیم . الگوریتم اول بر روی سیگنال های ثبت شده از دو ماشین با مشخصه های متفاوت اعمال شد و نتایج به دست آمده ، نشان داد که این الگوریتم به تنهایی قادر به ارائه اطلاعات کاربردی در پهنای باند وسیع نمی باشد . الگوریتم دوم که یک روش ترکیبی هست بر روی سیگنال های ثبت شده از 8 دستگاه ماشین دوار اعمال شد و نتایج به دست آمده نشان داد که این روش برای تشخیص ارتعاشات گذرا و ناپایستار در محدوده های فرکانس بالا از قابلیت و دقت مناسبی برخوردار هست و می تواند عیوبی مثل سایش قطعات متحرک به اجزاء ثابت را به خوبی تشخیص دهد ولی برای یک پهنای باند عریض با تنوع فرکانسی بالا کارآیی مناسبی ندارد . الگوریتم سوم را بر روی سیگنالهای ارتعاشی ثبت شده از 12 تجهیز دوار اعمال نمودیم و نتایج حاصل را با نتایج به دست آمده از یک دستگاه آنالایزر مشابه صنعتی مقایسه کردیم که بیانگر تطابق کامل این نتایج در پهنای باند مشترک دو دستگاه بود به اضافه اینکه پهنای باندی که در این پروژه پوشش داده شد 5 کیلوهرتز بیشتر از مشابه صنعتی موجود هست و در ضمن مولفه های فرکانس بالای کم دامنه به واسطه جدا شدن از مولفه های فرکانس پایین و دسته بندی مجزا بصورت برجسته تری نمایش داده می شوند .