Demodularea aplicată în analiza rulmenţilor
Dacă un rulment are un anumit defect, de exemplu o fisură pe una dintre căile de rulare, ori de câte ori un element de rostogolire trece peste această fisură se va crea un impact. Aceste impulsuri de şoc vor determina inelul a cărui cale de rulare este defectă, să vibreze la frecvenţa sa proprie, la fel ca în cazul atingerii unui clopoţel, căruia i se imprimă un impact.
Inelul cu calea de rulare defectă nu poate vibra liber, deoarece este fixat în carcasă, aşa încât va vibra puternic amortizat. Această vibraţie dă naştere unei serii de impacturi scurte, cu efect auditiv (şuierat) survenite la frecvenţa proprie elementelor de rostogolire, aşa cum se poate vedea şi mai jos.
Forma de undă rezultantă este de fapt un exemplu de modulare în amplitudine, cu impacturi apărute la frecvenţa proprie elementelor de rostogolire, anvelopa semnalului reprezentând semnalul de modulare. Dacă verificăm semnalul cu un analizor de spectru, aproape că nu se poate observa nicio formă de energie la frecvenţa proprie elementelor de rostogolire, dar va exista o componentă la frecvenţa naturală de rezonanţă, înconjurată stânga - dreapta de benzi laterale egal distanţate faţă de aceasta cu frecvenţa proprie a elementelor de rostogolire.
În practică, benzile laterale sunt greu de vizualizat în spectrul maşinii, de cele mai multe ori datorită zgomotelor de fond care le perturbă. De asemenea, frecvenţa de rezonanţă este, de obicei, destul de mare, uneori peste 10 kHz, ceea ce este dificil de surprins foarte corect.
Dacă semnalul este demodulat prin redresare, rezultatul va consta într-o serie de impulsuri dispune la o distanţă egală cu valoarea frecvenţei proprii a elementelor de rostogolire, aşa cum se poate observa şi în desenul de mai jos. În urma rectificării, componentele negative ale formei de undă devin pozitive:
Semnalul redresat
Semnalul este trecut apoi printr-un filtru trece-jos pentru eliminarea fluctuaţiilor datorate frecvenţei de rezonanţă şi pentru netezirea impulsurilor. La efectuarea analizei de frecvenţă, aceste impulsuri vor determina apariţia unei componente principale la frecvenţa proprie a elementelor de rostogolire, precum şi armonici ale acesteia.
Semnalele redresate şi atenuate
Pentru separarea componentei de înaltă frecvenţă determinată de rulment de restul componentelor de vibraţii ale maşinii, semnalul de ieşire din accelerometru este trecut printr-un filtru trece-sus reglat pentru aproximativ 2,5 kHz. Filtrul elimină toate componentele de frecvenţă mai mici decât valoarea prestabilită şi izolează eficient frecvenţele naturale de modulaţie. Acest aspect conduce la o creştere mare a amplitudinii semnalului şi reprezintă unul dintre principalele motive pentru folosirea tehnicii de demodulare în vederea detectării defectelor minore de rulment. Acesta este cel mai important beneficiu al demodulării în amplitudine ca un instrument puternic de diagnosticare a rulmenţilor maşinilor.
Schema bloc pentru demodularea eficientă în amplitudine este prezentată mai jos:
