ANÁLISIS MUTUO DE ESPECTRO DE BANDA ESTRECHA
El programa Análisis mutuo de espectro de banda estrecha está diseñado para determinar la relación de parámetros de señales de dos convertidores primarios instalados en diferentes partes del objeto investigado y se puede utilizar mediante la localización de la fuente de alto ruido, para determinar el índice de absorción de sonido en los estudios de las propiedades acústicas de los materiales, la determinación espacio-temporal de la distribución del vector de la velocidad de vibración en un momento instantáneo de tiempo (vector de Umov-Pointing), al construir la característica de amplitud y frecuencia de la sección de terreno durante el estudio del espesor de suelos a base del método de Nakamura y etc.
El espectro mutuo de banda estrecha permite hacer los cálculos de los espectros mutuos de potencia, de espectros de fase, espectros de coherencia, de características de impulso, y también el cálculo de resonancias.
El espectro mutuo de banda estrecha representa diferentes características de espectro de las señales que permiten detectar, por ejemplo, el aumento de amplitudes de vibración en frecuencias de resonancia del equipo diagnosticado o en frecuencias de resonancia de los componentes de un sistema complejo. Lo que a su vez permite detectar en las primeras etapas el mal funcionamiento y tomar las medidas adecuadas.
La realización del análisis mutuo de banda estrecha de las señales procedentes de los canales de entrada de analizadores de espectro, puede ser realizado en tiempo real o en modo de reproducción de implementaciones temporales registradas.
El análisis mutuo de espectro se refiere a los análisis de señales clásicos, es uno de los más resistentes y se aplica a casi todas las clases de señales que poseen propiedades estacionarias.
LAS PRINCIPALES FUNCIONES DEL PROGRAMA
- medición y visualización de los niveles de señal en las bandas espectrales estrechas. La cantidad de las bandas puede ser igual al grado 2 (128, 256, 512, …, 262144), o arbitraria (por ejemplo, 100, 200, 500, …, 250000) con el uso de la conversión Z;
- medición y visualización de las características espectrales de la señal con diferentes tipos de promediación (lineal, exponencial), procesamiento (integración, diferenciación de señal) y la presentación (valor medio cuadrátic) (rms) o de pico);
- medición y la visualización de la diferencia de fases y el factor de coherencia de señales;
- medición y visualización del módulo de espectro mutuo;
- medición de la respuesta integrada de frecuencia y de la potencia de coherencia de la componente espectral;
- medición y construcción de la característica de transición de la señal.
El programa permite llamar otras ventanas de diálogo con una representación gráfica de las siguientes opciones:
En la imagen más abajo se presenta una ventana adicional «Cálculo de resonancias» del programa Espectro mutuo de banda estrecha. «Cálculo de resonancias» permite realizar el análisis de las características de frecuencia de los sistemas físicos, en la entrada de los cuales aparece algo de indignación.
La ventana de diálogo se divide en cinco áreas para la visualización de los parámetros en el momento actual. En la parte superior de la ventana se presenta una representación gráfica de la característica de transición, la presentación gráfica de la fase, el registro con frecuencias resonantes y los parámetros que le corresponden (frecuencia propia, frecuencia de resonancia, factor de calidad, decremento, fase y amplitud). La parte inferior de la ventana está diseñada para el registro continuo, representación del parámetro seleccionado por el usuario (uno o varios), que corresponden a la frecuencia de resonancia corriente, y para el seguimiento de la dinámica del comportamiento de las características del objeto investigado. Los parámetros representados se seleccionan instalando una marca de verificación en la celda de enfrente del nombre correspondiente. Para la visualización gráfica están disponibles: la frecuencia natural del objeto (Fnat.), frecuencia de resonancia (Fres.), factor de calidad (Q), decremento (β), fase y amplitud.
Los especialistas de la compañía ZETLAB han reproducido uno de los primeros experimentos de laboratorio para evaluar las características de frecuencia de los sistemas de una sola dimensión realizado por primera vez por Barnoski según el siguiente esquema: en la válvula del equipo de vibración se ha puesto una viga en voladizo de tal manera que uno de los bordes de la viga esté bien firme en el centro de la mesa de vibración, y el otro se encuentra en posición neutra. Control de las características de frecuencia de la viga se lleva a cabo mediante dos acelerómetros, uno se encuentra en el soporte y bloquea el impacto de entrada, y el otro está en el extremo libre de la viga registra la señal de salida. El impacto de la entrada es una vibración aleatoria de banda ancha, definida a través de un sistema de gestión de pruebas de vibración ZET 017-U (en adelante VCS ZET 017-U).
A pesar de que para estimaciones exactas de las características de frecuencia, se debe cumplir la condición de linealidad del sistema (y en situaciones prácticas la linealidad es una propiedad que se realiza más raras veces), el análisis espectral mutuo permite obtener resultados significativos que describen las mejores (en sentido medio cuadrático) proximidades lineales para los sistemas investigados. Esto es especialmente importante en los casos, cuando se trata de un estudio estadístico de los valores extremos, como por ejemplo a la hora de predecir las destrucciones catastróficas bajo la influencia de cargas accidentales. [J. Bendat, A. Pirsol «Aplicación de análisis de correlación y espectral», 1983].
Las densidades recíprocas espectrales dan resultados en forma de función de frecuencia. Este hecho amplía el rango de posibles aplicaciones del análisis espectral a las tareas en las áreas donde anteriormente se han utilizado los métodos de correlación.
Una ventaja importante del análisis espectral mutuo en comparación con el correlacional es que para obtener resultados significativos, no es necesario exigir que el entorno sea sin dispersión.
El análisis espectral mutuo se utiliza en la solución de tareas de localización de las fuentes de señal.
Las densidades espectrales dan las herramientas cómodas para la evaluación directa de las propiedades de los sistemas físicos por observación en la entrada y salida que se propagan fácilmente a los sistemas multidimensionales.
