VISOPE-진동소음음향방출분석-진단모니터링-한국CBM: 5월 2020

2020년 5월 29일 금요일

진동을 평가하는 방법과 절차- 측정부터 표현까지

진동을 평가하는 방법과 절차

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현재의 진동상태에 대한 수준을 평가하는 이유는 여러 가지가 있겠지만 아마도 크게 구분하자면 구조를 통해서 사람이 불평하거나 불안을 느낄 때나 또는 기계나 설비가 얼마나 더 정상적인 상태로 생산을 더 지속할 수 있을지에 대한 두 가지로 구분할 수 있을 것이다. 이때 현재의 상태를 객관적으로 표현할 수 있기 위해서는 ‘평가’라는 절차를 거치면 되는데 보통 이것은 전문가가 수행하게 된다. 왜냐하면 측정하는 방법과 계측기의 인증, 측정하는 사람의 자격과 면허, 적절한 기준의 선택이 그러하기 때문이다.

진동을 평가하는 일반적인 절차

진동을 평가하는 일반적인 절차를 대상선정부터 결과까지의 고려사항을 정리해 본다.

1.진동평가의 대상	사람(환경)	공장의 진동전달, 기계의 진동전달, 공사장, 도로, 철도진동
	구조(안전)	교량, 건물, 구조의 안전관련, 지진, 배관, 발파
	기계(자산보호)	기계설비, 전기설비, 생산설비 등 진동에 따른 파괴, 생산 저하
2.측정방법	진동주파수범위	저, 고주파
	진동진폭단위선정	주진폭단위(변위-속도-가속도), 보조진폭단위(rms, o-p, p-p)
	진동측정방향	수평, 수직, 축, 회전
	측정위치의 선정	주기적측정, 강성 높은 곳, 베어링의 특성을 잘 표현
3.평가방법의 선택	절대기준	사람(환경-법규), 구조(안전-DN4150, 발파기준, 각대상별 안전기준, 기계(ISO10816,7919), API6시리즈,
	상대기준	시간에 따른 추이, 모니터링(정기측정, 온라인, 2배-5배-10배)
	상호기준	제조사의 기준, 소유자의 기준, 수진자의 상태
4.결과의 표현	기준에 따라서 현재 최대진동값(Overall)을 평가하고, 참고로 추이를 상대기준으로 표현하여 모니터링하고 유사경험(설비종류, 설치조건, 환경과 상태 등)을 첨언한다.

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키워드	진동기준, ISO, 진동평가, 가속도, 변위, 적분, 진동량, overall

WOOD 진동저감솔루션 동흡진기-플랜트 시공 및 엔지니어링 대책용

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2020년 5월 22일 금요일

최대주파수(Max frequency)

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“최대주파수는 몇 Hz로 설정하여야 하는가?”, “Fmax는 얼마인가?”, “샘플주파수는 얼마로 하는가?” 등 이러한 질문을 듣고 있다면 최대주파수(Max frequency)가 무엇인지를 이해하여야 한다. 이것에 관련된 문의는 우선 두 가지로 구분할 수 있는데 하나는 ‘최대주파수’ 용어 자체가 무엇인지 궁금한 경우가 있고 다른 하나는 최대주파수 설정을 얼마나 해야 하는가에 대한 의미일 것이다. 여기서 이에 관련된 궁금증을 해결해 보려 한다.

최대 분석주파수(Max frequency)

최대주파수; 최대분석주파수는 ‘fmax’로 표기되며 Fs(샘플주파수)를 2.56배(최근계측기는 2배)로 나눈 값이다. 이 것은 다시 샘플링 시간간격(Ts)에 2.56배 한 값의 역수라고 할 수도 있다. 예를들어, 0.1초 간격으로 데이터를 취득했다면 1/0.256초(약 3.9Hz)가 정확히 최대주파수이다. 이 최대주파수는 한마디 의미로 분석자가 확인하려하는 확실한(그래프상의) 최대의 주파수를 말한다. 즉, 1000Hz까지 보고 싶으면 그 최대주파수가 1000Hz가 되는 것이고 이 것을 거꾸로 설명해보면 샘플링주파수는 2560Hz, 샘플시간 간격은 0.0004초로 측정해야 하는 것이다. 또한 이 것은 달리 ‘Nyquist주파수’, ‘folding 주파수’라고 하기도 하며 모든 주파수계측기의 원칙이다. 참고로 계측기는 대체로 샘플링 전 저주파 통과필터(Anti-aliasing)를 사용하므로 2.56배가 아닌 2배를 취하여 연산을 용이하게 함을 이해할 수 있다.

두번째 의미로 그러면 최대주파수는 어떻게 설정하는가?라는 의미의 문제로서 가장 큰 기준은 그래프 화면 중심에 관심주파수 대역이 잘 보여서 확인할 수 있도록 배치시키면 된다. 즉, 500Hz대역을 잘 확인하고 싶으면 Fmax를 1000Hz로 맞추면 좋을 것이다. 대체로 회전기계의 경우 모터회전수의 70배이면 우선 선정하기 무난할 것이다. 구조물의 확인은 환경진동은 100Hz이하로 확인하며 극저주파 환경진동일 경우는 주파수로 거의 확인이 불가능하므로 Fmax란 무의미할 수 있다. 자세한 사항은 ‘aliasing’, ‘최대주파수 설정방법’ 등과 같은 키워드를 검색해 보기 바란다.

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키워드	Aliasing, 에일리어싱, 샘플링, 최대주파수, 나이키스트, Sampling rate, frequency, time, number, block size

전문가용 무선 3축 진동가속도센서 EI WISER 3X

무선 3축 진동가속도센서 EI WISER 3X

(무선계측+3축진동고주파+실시간분석용)

기술검토사항-사용자관점…….

검증 추천	나쁨	별로..	쓸만함	권장수준	자랑할 정도
다양한 기능					0
동종 가격대			0
쉬운사용, 호환				0
외관 및 편리				0

Key word

고주파진동측정을 무선으로 측정, 전송할 수 있고 어느 계측기에도 호환이 가능하네요…

-48,000 Hz Sampling rate

-20M wireless

크기/가격이 조금 큰 편..

Model: EI WISER 3X

무선계측용, 3축진동 raw데이타취득용, 모든 사용자용

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2020년 5월 15일 금요일

진동문제살펴보기 문제-1-8

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1-1. 다음의 지문에 괄호에 해당하는 내용으로 적절한 것을 선택하시오.

진폭은 시간에 따른 변위, 속도, 가속도의 값으로 표현되며 이 그래프를 ( A )라고 말한다. 이 것은 이상적인 정현파가 아닌 이상 항상, 복잡하고, 자연스러운 형태를 띄게 되는데, 형태를 분석해 보면 많은 파형이 중첩되어 함께 포함되어 있음을 알 수 있다. 그래서 수학자들은 이 복잡한 주기함수들을 단순한 여러 개의 조화함수의 합들로 분해하여 연산을 빠르게 한 ‘FFT’를 고안하였고 시간-진폭’을 ( B ) 그래프에 ‘주파수-진폭’으로 바꿔 표현하였다.

① A: 주파수선도, B: 스펙트럼

② A: waveform, B: 시간파형

③ A: 시간파형, B: 스펙트럼

④ A: Spectrum, B: Bode plot

⑤ A: Raw data, B: Campbell 선도

1-2. 다음의 지문에 괄호에 해당하는 A는 무엇인가?

일반적인 스펙트럼 분석은 상하한 주파수간 간격이 동일한 정폭형(Constant Bandwidth)인 반면에, 정비형(Constant Percentage Bandwidth)그래프도 많이 사용되는데 이것이 바로 소음분석에 많이 사용되는 ( A )이다. 이 A는 하한주파수와 상한주파수와의 비가 일정하여 ‘2의 N승’의 비율로 표현된다. (N= 1/1, 1/3, 1/12,..)

① Spectrum

② Cascade

③ Bandwidth

④ Octave

⑤ Narrow band

1-3. 소음분석에서는 진동분석과 달리 주파수선도의 가로축은 Octave로 세로축은 dB로 표현되어 많이 사용한다. 그 이유로 적절한 설명은 다음 중 무엇인가?

① 등차비율로 정확하고 세밀하게 설명할 수 있다.

② 주파수간의 간격을 똑같이 표현할 수 있다.

③ log나 등비간격은 기계의 상태를 잘 표현할 수 있다.

④ 에너지 보존법칙에 합당하다.

⑤ 인간의 청각 구분능력에 잘 매칭된다.

키워드	진동, 고유주파수, 공진, 주파수

Written by BISOPE

HVR 토크센서 비틀림진동센서 파워모니터링시스템-연구/진단 모니터링용

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2020년 5월 8일 금요일

초당 1개로 주파수를 볼 수 있는가?

초당 1개의 데이터취득에서 주파수로 확인이 가능한가?

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주파수로 변환된 데이터그래프를 스펙트럼 그래프라고 한다. 시간에 대한 데이터의 크기가 시간파형이라고 하므로 주파수 스펙트럼 그래프는 주파수에 대한 데이터의 크기가 표시되어야 할 것이다. 많은 정보는 짧은 시간 동안에도 빠르게 변하는 물리적 특성을 분해하면서 취득할 수 있으므로 초당 반복수인 ‘주파수(Frequency)’는 스펙트럼 그래프에 이미 많은 정보로 표시되는 것이다. 이렇게 주파수를 보고 싶다고 이렇게 문의가 있었다. “초당 한 개로 전송하고 있는 진동을 주파수로 볼 수 있으려면 어떻게 하면 되나요?”

주파수를 보기 위한 최소샘플링

주파수는 초당반복수를 의미한다. 초당 반복되는 똑 같은 패턴을 확인할 수 없다면 주파수선도인 스펙트럼을 그릴 수 없다. 따라서, 초당 1개의 데이터를 전송한다면 0.5Hz이상의 주파수로 스펙트럼에 표기할 수 없다.

예를들어 진동을 1초에 한 번 측정하여 전송하는데 그 이상의 빠르기(1초에 2회, 1초에 10회, 1초에 1000회 등)를 측정할 수 없으므로 화면상에도 의미있게 그릴 수 없다. 의미있는 주파수는 초당 반복되는 모든 패턴을 한 화면에 동시에 표기되어있는 스펙트럼을 통해서 읽혀지게 되는데 이 것을 그릴 수 없는 것이다.

이론상으로는 초당 2.56개 이상의 데이터를 취득할 수 있어야만 1Hz이상으로 표기할 수 있다. 따라서 1Hz주파수를 위한 최소샘플링은 2.56회가 된다. 일반적으로 1초에 한 번 데이터를 취득하고 전송하는 수준의 느린 물리량 대상 샘플링(온도, 가스 등)은 주파수 변환이 큰 의미가 없으며 진동, 전류 등 초당 수회~수천회의 샘플링이 필요한 신호만 의미가 있다고 하겠다. 그런데 진동신호를 1초에 한 번 1분에 또는 하루에 한 번 전송할 때도 주파수를 확인할 수가 있는데 이 것은 무엇일까? 이 것은 1초당 수천회의 샘플을 한 후, 수회 또는 수분 등의 데이터 평균을 한 신호를 보내는 경우를 의미한다. 이렇게 하면 주파수 스펙트럼을 결과로 볼 수 있는 것이다. 정확히 말하면 데이터샘플링(초당 샘플수)와 데이터전송주기(초당 샘플데이타전송수)를 구분하면 된다는 것이다.

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키워드	Aliasing, 에일리어싱, 샘플링, AD컨버터, 나이키스트, Sampling rate, frequency, 주파수, block size