Bei Vibrationen schwingen die Partikel innerhalb der Struktur. Für jede Achse wird die Geschwindigkeit (Velocity = v), mit der die Partikel schwingen, aus der pro Zeiteinheit (Time = t) zurückgelegten Strecke (Displacement = d) berechnet.
Die Partikelgeschwindigkeit (v), gemessen in mm/s oder in/s, ist definiert als
v = Δd / Δt
Δd → die vom Partikel zurückgelegte Strecke in Millimeter oder Inches
Δt → die Zeit in Sekunden
PPV (Peak Particle Velocity)
Die Spitzen-Partikelgeschwindigkeit (Peak Particle Velocity = PPV) ist der grundlegende Wert bei Schwingungsmessungen. Die PPV gibt die größte Partikelgeschwindigkeit über einen bestimmten Zeitraum (t) pro Achse an.
PPV ist definiert als der maximale absolute Wert des ungewichteten Signals
Aus der PPV werden einige weitere allgemeine Werte abgeleitet.
PCPV (Peak Component Particle Velocity)
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Die Spitzen-Komponentengeschwindigkeit (Peak Component Particle Velocity = PCPV) berechnet sich aus dem Maximum der drei PPVs pro Achse.
PCPV = max(PPVx, PPVy, PPVz)
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PVS (Peak Vector Sum)
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Die Spitzen-Vektorsumme (Peak Vector Sum = PVS) errechnet sich aus der Gesamtgeschwindigkeit der PPVs in den drei Achsen x, y, und z.
PVS = √((PPVx)2 + (PPVy)2 + (PPVz)2)
Mathematisch ausgedrückt ist dies der Effektivwert der drei PPV-Komponenten.
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DF (Dominant Frequencies)
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Jedes Schwingungssignal lässt sich in einzelne Frequenzkomponenten zerlegen (mit Hilfe der Nulldurchgangszählung* oder der Fast-Fourier-Transformation). Daraus ergeben sich die dominanten Frequenzen (DF), die wertvolle Informationen liefern können, wie z. B. eine Änderung der Eigenfrequenzen (Resonanzfrequenzen). Diese Eigenfrequenzen sind proportional zur Steifigkeit einer Struktur und können bei einer Veränderung, z.B. bei einer Stahlkonstruktion, auf ernsthafte Korrosion hinweisen. Bei der Überwachung von Stahlbrücken ist daher auf jede Veränderung dieser Frequenzkomponenten zu achten.
Ansicht eines Signals im Zeit- und Frequenzbereich
* Die Nulldurchgangszählung (Zero Crossing = ZC) ist die einfachste Methode zur Frequenzmessung. Sie beruht auf dem Prinzip, dass eine Schwingung die x-Achse während jeder Periodenlänge zweimal kreuzt. Wenn wir nun die Anzahl der Kreuzungen zählen, durch 2 teilen, und diese Zahl wiederum durch die Größe des Beobachtungsfensters dividieren, erhalten wir die dominante Frequenz. Diese Methode funktioniert besser, wenn mehrere vollständige Perioden vorliegen. Je größer die Länge des Beobachtungsfensters, desto höher ist die Genauigkeit.
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Was ist ein Schwingungs-Messgerät?