倒频谱分析--测振仪系列知识讲座十三

倒频谱分析--测振仪系列知识讲座十三
倒频谱分析也称二次频谱分析，其实质是对信号的功率谱取对数，然后再进行逆向傅里叶变换后得到频谱中的周期成分（即故障特征频率成分）。实践证明，它是鉴别复杂谱图中周期成分的实用工具，故而在机械振动故障监测和诊断方面得到了广泛的应用。

倒频谱定义如下式所示：

C_P（）=|F^-1lgS_x（f）|²                   

式中：C_P（）—— 倒频谱；

S_x（f）—— 信号的功率谱；
 —— 倒频率，具有时间量纲。单位为秒（s）或毫秒（ms）。
在工程上，常用上式的平方根作为幅值倒频谱来表示：
Ca()=F^-1 [ lgS_x(f)]                     

信号先前经过一次傅里叶变换，从时域到了频域；现在再经过一次逆向傅里叶变换，就又从频域倒回到了时域（这就是倒频谱的含意）。不过在这其中进行过一次对数变换，它对被检测出来的低幅值周期信号给予较高的加权，借以突出较弱的周期信号（即可能是设备故障的信号），所以这不是一种简单的倒换。

倒频谱分析实质上是将频谱图上成簇的边带谱线（较弱的周期信号）简化为单根谱线，以便能准确的分辨出来。

倒频谱分析优点：1. 识别周期性信号的精度较高；2. 受信号传递路径的影响较小。

                                                              齿轮箱振动的频谱与倒频谱

上图为一齿轮箱振动的频谱与倒频谱。频谱图中的A、B、C三处，分别为齿轮啮合频率的基频与2、3倍频，但调制在啮合频率及谐频处的边带不清晰。而在其倒频谱图中，85Hz的信号却非常的明显，故判断故障源主要在转频为85Hz的轴及该轴上的齿轮。

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