Crest factor(CF, 융기인자)
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원신호(Raw data)의 근원이 되는 시간파형신호(waveform)은 어떤 형태로도 변환할 수 있는 시간-진폭의 그래프로 표현된다. 이 시간파형의 형태는 규칙적 또는 불규칙인 것으로 구분할 수 있으며 통계적인 것 비통계적인 것으로 또한 구분될 수 있다. 그런데 이 시간의 형태를 조금 더 세밀히 관찰해 보면 뾰족한 것과 뭉툭한 것도 구분해 낼 수 있는데 이러한 신호의 특징은 충격이 있는가 없는가를 확인할 때 사용된다면 아주 유용할 것이다. 베어링이나 기어의 고체와 고체간이 닿아 발생하는 충격신호처럼 말이다.
Crest factor(CF)
뽀족한 제일 꼭대기 부분을 ‘peak’라고 하며 위로 불쑥
튀어나온 형상을 ‘crest(隆起)’라고 한다. 신호의 형상만 가지고 판단한다면 둥근형태의 정현파(Sinusoidal wave)는 이상적인 파형으로 매번 소개되며 제일 위는 피크로 에너지의 면적개념(RMS)는 피크의0.707배로 나타낼 수 있다. 여기서 CF는 다음과 같이 정의된다.
Crest factor (CF)= Peak / RMS
고체와 고체간의 점 또는 선접촉에서는 자연적으로
충격(Impact)이 발생하게 되고 예를들면 베어링과 결함부위와의 마찰, 기어와 기어간의 접촉, 불규칙적인 충격에서 RMS보다 높은 Peak가 관찰된다. 즉, CF값이 높으면 충격이 높게 관찰되는 파형이라는 것이다. 실제로 이 파라미터는 진동의 결함을 모니터링하는데 사용된다. 경험적으로 채집된 waveform의 CF값이 ‘5’이상 넘을 경우에는 좋지 않은 상태(장기간 사용이 불가한 가혹한 충격진동이 관찰되는)로 판단할 수 있다.
그러나 모든 현장에서 결함의 근원을 CF로 잡아낼 수 있는 것은 아니다. 복잡한 기계인 경우에는 CF로 그 상태를 표현하기에는 부족하며 유사한 기능인 ‘Kurtosis(첨예도)’, 고주파의 stress wave를 envelope필터링하여 표현한 demodulation, Peakvue 등으로 다양한 기준을 적용하여 진단한다. 참고로 CF의 역수를 ‘form factor’라고 하여 정현파에 가까운 정도를 가늠할 때 사용하기도 한다.
키워드
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베어링진단, 진동신호, 첨예도, kurtosis
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