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信号特徴

信号特徴は、時間同期平均 (TSA) 振動信号を含むどのような種類の信号にも適用可能な、一般的な信号ベースの統計メトリクスを提供します。これらの特徴に変化があるということは、システムの健全性状態の変化を示している可能性があります。診断特徴デザイナーでは、一連の特徴のオプションが提供されます。

統計的特徴

統計的特徴には、基本的な平均、標準偏差、平方根平均二乗 (RMS) メトリクスが含まれます。さらに、特徴セットには、形状係数、高次の尖度、歪度統計量が含まれます。これらすべての統計は、劣化する故障シグネチャがノミナル信号に侵入するにつれて変化すると想定されます。

形状係数 — 絶対値の平均で除算された RMS。形状係数は信号の形状に依存しますが、信号の次元には依存しません。

$$x_{SF}=\frac{x_{rms}}{\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N\left|x_i\right|}}$$

高次統計は、振動信号の 4 次モーメント (尖度) および 3 次モーメント (歪度) を通じてシステムの動作についての洞察を提供します。

• 尖度 — 信号の分布の裾の長さ、または等価なものとして、外れ値がどの程度発生しやすいかです。故障状態の発現によって外れ値が増加する可能性があり、そのため、尖度のメトリクスの値が増加します。尖度は正規分布に対しては 3 の値をもちます。詳細については、kurtosis を参照してください。

  $$x_{kurt}=\frac{\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{(x_i-\overline{x})}^4}}{{\left[\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{(x_i-\overline{x})}^2}\right]}^2}$$

• 歪度 — 信号の分布の非対称性。故障が分布の対称性に影響する可能性があり、そのため歪のレベルが増加する可能性があります。

  $$x_{skew}=\frac{\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{(x_i-\overline{x})}^3}}{{\left[\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{(x_i-\overline{x})}^2}\right]}^{3/2}}$$

  詳細については、skewness を参照してください。

インパルス性のメトリクス

• インパルス性のメトリクスは、信号のピークに関係しているプロパティです。

  • ピーク値 — 信号の最大の絶対値。他のインパルス性のメトリクスを計算するために使用されます。

    $$x_p=\underset{i}{\max }\left|x_i\right|$$

  • インパルス係数 — ピークの高さを信号の平均レベルと比較します。

    $$x_{IF}=\frac{x_p}{\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N\left|x_i\right|}}$$

  • クレスト ファクター — ピーク値を RMS で除算した値。故障は最初に信号のピーク性の変化に表れ、その後信号の平方根平均二乗で表されるエネルギーとして表出することがよくあります。クレスト ファクターは、最初に表面化した場合に、早期の警告をもたらす場合があります。詳細については、peak2rms を参照してください。

    $$x_{crest}=\frac{x_p}{\sqrt{\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{x}_i{}^2}}}$$

  • クリアランス係数 — ピーク値を絶対値の振幅の平方根の平均値の二乗で除算した値。回転機構では、この特徴は正常なベアリングでは最大であり、問題のあるボール、問題のある外輪、問題のある内輪のそれぞれに対して減少していきます。クリアランス係数は、問題のある内輪の故障に対し最も高い分離能力をもっています。

    $$x_{clear}=\frac{x_p}{{}^{(\frac{1}{N}{\displaystyle \sum _{i=1}^N{\sqrt{\left|x_i\right|)}}^2}}}$$

信号処理のメトリクス

信号処理のメトリクスは歪みの測定の機能で構成されます。システムの劣化はノイズの増加、基本波に対する相対的な高調波の変化、あるいはその両方の原因となる可能性があります。

• S/N 比 (SNR) — ノイズ パワーに対する信号パワーの比率

• 全高調波歪み (THD) — 基本波パワーに対する全高調波成分パワーの比率

• SINAD 比 (SINAD) — 全ノイズと歪みのパワーに対する全信号パワーの比率

これらのメトリクスの詳細については、snr、thd、および sinad を参照してください。

その他の情報

ソフトウェアは計算の結果を新しい特徴に格納します。この新しい特徴名には接尾辞 stats をもつソース信号名が含まれています。

特徴ヒストグラムの解釈の詳細については、診断特徴デザイナーでの特徴ヒストグラムの解釈を参照してください。

参考

kurtosis | skewness | snr | thd | sinad | peak2rms

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