5. 시간 영역 장비들

Time Domain Instruments

 

종종 시간영역에서 복잡한 진동 신호를 관찰하는 것이 크게 유익할 때가 있다. 베어링 내에서의 축의 움직임을 시각화하거나 과도 상태 또는 충격이 가해지는 경우, 왕복동 기관에서 피스톤과 밸브의 운동과 같이 축의 각위치를 지시하는 등의 반복적인 경우, 기어의 손상 위치를 알아내려고 하는 경우 등은 시간영역상에 나타나고 분석이 가능해진다.

Oscilloscope는 기계 분석에 사용되어온 전통적인 시간영역 장비이다. 대부분의 FFT 분석기는 시간영역 기능을 가지고 있지만 FFT 분석기에 있는 시간영역 기능은 일반적으로 Filtering에 의해 변경되는 값이기 때문에 원래의 신호에서 제공되는 상태의 특성을 완전하게 제공하지 못한다는 것을 알아야 한다. 어떤 진단 장비에서든지 FFT 분석기를 가지고 시간영역의 신호를 다룰 때는 그 한계를 인식하고 완전하게 이해하여야 한다.

90°떨어져 설치된 비접촉식 축변위 Probe로부터 얻어진 시간영역 표현은 두 개의 신호를 조합하여 만들어지는 Lissajous 즉, Orbit은 물론 두 Probe로부터의 원래의 신호를 보여 준다. Orbit은 베어링 내에서의 축의 동적인 움직임을 크게 확대한 그림이다. 이것은 편심이나 안정성, Preload의 영향, Misalignment, 유막, 유체 베어링을 가지고 있는 기계에서의 Unbalance 등 축의 거동을 평가하는데 최상의 방법이다.

시간영역의 진동 신호의 분석은 주파수 영역에서 알아내기에는 충분치 못한 Energy를 가지고 있는 충격이나 과도 상태(Transient)를 감지하는데 아주 유용하다.

복잡한 시간영역 신호로부터 관련된 낮은 수준의 정보를 추출해 내기 위해서는 종종 수준 높은 기술이 요구된다. 파형 검출(Envelope Detection)은 구름 베어링과 기어의 결함을 감지하는데 매우 유용하다는 것이 입증되었다. 동기 시간 평균화는 기준치와 동기의 주파수만을 추출하는데 훨씬 더 선택적인 방법이며, 다른 롤러에서 구조적으로 전달되는 복잡한 가진으로부터 한 개의 롤러에서 발생되는 가진을 격리시키는 것이 절대적으로 필요한 제지 기계와 같은 장비에서 매우 유용하다.

시간영역 장비들은 축의 회전과 관련된 시간 신호를 제공하는 기준 Trigger 입력이 반드시 필요하다. 대부분의 FFT 분석기와 Data Collector는 기준 입력 신호인 Transistor-Transistor-Logic(TTL)을 필요로 한다 (TTL은 보통 0에서 5 Volt를 사용하며 3.5 Volt이상에서 ON되며 2.0 Volt이하에서 OFF된다).

시간영역과 Orbit 모양을 영구적으로 복사해 둘 수 있는 기능은 기록과 보고서 용도로 중요하다.

 

TRAC Mark INCOSYS