FR2680253A1 - Method and device for processing signals - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé et dispositif de traitement de signaux. Method and device for signal processing
DESCRIPTION
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif de traitement de signaux, notamment de signaux acoustiques et/ou vibratoires.DESCRIPTION
The present invention relates to a method and a device for processing signals, in particular acoustic and / or vibration signals.
Le domaine technique de l'invention est celui des procédés et dispositifs de traitement de signaux électriques. The technical field of the invention is that of methods and devices for processing electrical signals.
On connaît déjà de nombreux dispositifs de traitement de signaux notamment vibratoires et acoustiques, qui comportent en général des conditionneurs d'entrée qui sont susceptibles de recevoir des signaux issus de capteurs de vibrations et/ou de bruit, par exemple d'accéléromètres piézoélectriques et de microphones dynamiques, qui comportent des moyens de numérisation (ou de conversion analogique digital) des signaux délivrés par lesdits conditionneurs d'entrée, et des moyens de traitement des valeurs numérisées des signaux temporels en effectuant notamment des transformées de Fourier permettant d'obtenir le spectre fréquentiel des signaux temporels, et d'obtenir des autospectres de ces signaux, des interspectres entre ces signaux et des valeurs en fonction de la fréquence de la cohérence entre ces signaux. Numerous signal processing devices, particularly vibratory and acoustic ones, are known that generally comprise input conditioners which are capable of receiving signals from vibration and / or noise sensors, for example piezoelectric accelerometers and dynamic microphones, which comprise digitization (or digital analog conversion) means of the signals delivered by said input conditioners, and means for processing the digitized values of the time signals, in particular by performing Fourier transforms making it possible to obtain the spectrum frequency of the time signals, and to obtain autospectra of these signals, interspectrums between these signals and values as a function of the frequency of coherence between these signals.
Dans de nombreux cas d'expertises de machines industrielles relativement complexes, on dispose de nombreux signaux délivrés par de nombreux capteurs, et on dispose ainsi avec les procédés et dispositifs connus de traitement de signaux de très nombreux spectres qui peuvent éventuellement être visualisés et superposés sur des moyens de visualisation et/ou d'impression mais qui, du fait du volume d'informations traitées et du volume d'informations délivrées par les dispositif et procédé de traitement (spectres,...), nécessitent une analyse et un dépouillement purement "manuels" qui sont longs, fastidieux ou sont impossibles à réaliser "manuellement". In many cases of expertise of relatively complex industrial machines, numerous signals delivered by numerous sensors are available, and thus, with the known methods and devices for processing signals, a large number of spectra are available which can be displayed and superimposed on display and / or printing means, but which, because of the volume of information processed and the volume of information delivered by the processing device and method (spectra, etc.), require purely analysis and analysis. "manuals" that are long, tedious or impossible to achieve "manually".
Dans le cas où l'on essaie d'analyser et de comprendre des comportements vibratoires et acoustiques de machines complexes à partir de signaux mesurés, échantillonnés et traités, on essaie en général de trouver des modèles simplifiés, qui supposent en général un comportement linéaire des dispositifs afin d'analyser les comportements vibratoires et acoustiques des machines, par exemple sur la base de calcul de cohérence partielle entre des signaux d'entrée et un signal de sortie, lesquels calculs de cohérence partielle sont établis après avoir prédéterminé (choisi) un modèle multi-entrées particulier sur la base duquel les calculs sont effectués. In the case where one tries to analyze and understand vibratory and acoustic behaviors of complex machines from measured, sampled and processed signals, one tries in general to find simplified models, which generally assume a linear behavior of devices for analyzing the vibratory and acoustic behaviors of the machines, for example on the basis of partial coherence calculation between input signals and an output signal, which partial coherence calculations are established after having predetermined (chosen) a model multi-entry particulars on the basis of which calculations are performed.
Or il s' avère que dans les cas réels d'analyse de comportement vibratoire et/ou acoustique de machine, laquelle machine peut comporter de nombreux dispositifs sources de vibrations dont le comportement vibratoire peut évoluer (par exemple du fait du démarrage ou de l'arrêt de chacun de ces dispositifs) durant une campagne de mesures, il est alors impossible d'utiliser le même modèle pour analyser le comportement de cette machine complexe ; par ailleurs, même dans le cas où le comportement d'une machine complexe reste stable pendant toute une campagne de mesures, le choix des points de mesure où l'on place des accéléromètres, des hydrophones, des microphones, etc., qui sont choisis en fonction de critères intuitifs sur le comportement supposé de la machine, ne permet pas forcément lors de analyse, d'identifier l'origine des vibrations, au travers des enregistrements des signaux issus de ces capteurs ; en effet, du fait de phénomènes de couplage ou de rayonnement entre des éléments de machines analysées, certains phénomènes vibratoires (se traduisant par des niveaux élevés dans certaines bandes de spectres ou composantes fréquentielles) peuvent apparaître de façon importante dans des autospectres de signaux mesurés sur plusieurs capteurs placés à des endroits très différents, et pour lesquels on n' arrive pas à expliquer l'importance du niveau de ces composantes fréquentielles, et/ou qui laissent une incertitude quant à l'origine de ces composantes fréquentielles de signaux et qui empêchent d'identifier les sources sonores et/ou vibratoires correspondantes. However, it turns out that in real cases of analysis of vibratory and / or acoustic machine behavior, which machine can include many vibration source devices whose vibratory behavior can change (for example because of the start or the stopping each of these devices) during a measurement campaign, it is then impossible to use the same model to analyze the behavior of this complex machine; Moreover, even in the case where the behavior of a complex machine remains stable during a measurement campaign, the choice of measuring points where accelerometers, hydrophones, microphones, etc. are chosen, are chosen. according to intuitive criteria on the supposed behavior of the machine, does not necessarily allow during analysis, to identify the origin of the vibrations, through the recordings of the signals coming from these sensors; in fact, because of phenomena of coupling or radiation between analyzed machine elements, certain vibratory phenomena (resulting in high levels in certain bands of spectra or frequency components) can appear in important ways in signal autospectres measured on several sensors placed in very different places, and for which we can not explain the importance of the level of these frequency components, and / or which leave an uncertainty as to the origin of these frequency components of signals and which prevent to identify the corresponding sound and / or vibratory sources.
Le problème posé consiste à procurer un procédé et un dispositif de traitement de signaux notamment vibratoires et/ou acoustiques qui ont été préalablement mesurés et enregistrés et pour lesquels on dispose notamment des autospectres et des interspectres dans une bande de fréquence prédéterminée, qui permettent 11 analyse du comportement vibratoire de la machine sur laquelle ont été enregistrés les signaux, de façon rapide et facilitée, et qui permettent notamment d'identifier des sources sonores et/ou vibratoires qui peuvent apparaître dans des bandes de fréquence (d'autospectres notamment) de nombreux signaux. The problem posed consists in providing a method and a device for processing signals, particularly vibratory and / or acoustic signals, which have been previously measured and recorded, and for which, in particular, autospectrums and interspectrums are available in a predetermined frequency band, which make it possible to analyze of the vibratory behavior of the machine on which the signals have been recorded, in a fast and easy manner, and which make it possible in particular to identify sound and / or vibratory sources which can appear in frequency bands (of autospectrums in particular) numerous signals.
La solution au problème posé consiste à procurer un procédé de traitement de (N + 1) signaux (vibratoires ou acoustiques) (sl(t),... sn+l(t)) dans lequel on calcule et on enregistre dans une bande de fréquence prédéterminée DF1 les autospectres et les interspectres desdits signaux, lequel procédé comporte les opérations suivantes
a - on calcule et on enregistre dans une mémoire les autospectres et interspectres décorrélés desdits signaux,
b - on choisit parmi lesdits (N + 1) signaux un signal de sortie
Sy(t), on introduit et on enregistre dans une mémoire d'un dispositif de traitement de signaux une donnée représentative du choix dudit signal de sortie,
c - on choisit parmi lesdits N signaux restants un nombre K (inférieur ou égal à N) de signaux d'entrée si(t)... sk(t) et on introduit des données relatives au choix desdits signaux d'entrée, que l'on enregistre dans une mémoire dudit dispositif de traitement de signaux,
d - on choisit une bande de fréquence d'observation DF2 comprise dans ladite bande de fréquence prédéterminée DF1 et l'on introduit dans ledit dispositif de traitement de signaux au moins une information relative à ladite bande de fréquence d'observation,
e - on calcule la cohérence ordinaire entre chacun desdits signaux d'entrée et ledit signal de sortie,
f - on calcule la cohérence partielle entre chacun desdits signaux d'entrée et ledit signal de sortie,
g - on calcule la cohérence multiple du modèle défini par ledit choix dudit signal de sortie et ledit choix desdits signaux d'entrée,
h - on visualise simultanément, et de préférence de manière juxtaposée, sur un moyen de visualisation dudit dispositif de traitement de signaux les résultats de calculs des opérations e) à g),
de sorte qu'un opérateur spécialisé qui examine lesdits résultats de calculs affichés peut comparer aisément les résultats affichés et interpréter ces résultats notamment pour identifier parmi lesdits signaux d'entrée ceux qui ont une contribution importante dans ledit signal de sortie et par conséquent pour faciliter l'identification de sources acoustiques et/ou vibratoires correspondantes.The solution to the problem is to provide a method of processing (N + 1) signals (vibratory or acoustic) (sl (t), ... sn + l (t)) in which one calculates and records in a band predetermined frequency DF1 the autospectrums and interspectrums of said signals, which method comprises the following operations
a) the autospectrums and interspectrums decorrelated from said signals are computed and recorded in a memory,
b - one of said (N + 1) signals is chosen from an output signal
Sy (t) is introduced and recorded in a memory of a signal processing device a data representative of the choice of said output signal,
c) one of the said N remaining signals is chosen from a number K (less than or equal to N) of input signals if (t) ... sk (t) and data relating to the choice of said input signals are inputted; recording in a memory of said signal processing device,
d - an observation frequency band DF2 is selected in said predetermined frequency band DF1 and at least one piece of information relating to said observation frequency band is introduced into said signal processing device,
e is calculated the ordinary coherence between each of said input signals and said output signal,
the partial coherence between each of said input signals and said output signal is calculated,
g - calculating the multiple coherence of the model defined by said choice of said output signal and said choice of said input signals,
h - the results of calculations of operations e) to g) are visualized simultaneously, and preferably in a juxtaposed manner, on a display means of said signal processing device,
so that a specialized operator who examines said displayed calculation results can easily compare the displayed results and interpret these results in particular to identify among said input signals those which have a significant contribution in said output signal and therefore to facilitate the identification of corresponding acoustic and / or vibratory sources.
Avantageusement, préalablement à ladite opération h), on calcule la cohérence ordinaire entre chacun desdits signaux d'entrée pris deux à deux, et dans ladite opération h), on affiche simultanément, et de préférence de manière juxtaposée, avec lesdits résultats de calcul desdites opérations e) à g), les résultats de calcul de cohérence ordinaire entre lesdits signaux d'entrée pris deux à deux. Advantageously, prior to said operation h), the ordinary coherence between each of said input signals taken two by two is calculated, and in said operation h), simultaneously, and preferably in a juxtaposed manner, is displayed with said calculation results of said operations e) to g), the ordinary consistency calculation results between said input signals taken two by two.
Avantageusement, on calcule pour chacun desdits signaux d'entrée au moins une valeur, de préférence au moins une valeur normée, de la contribution dudit signal d'entrée audit (dans ledit) signal de sortie, et on affiche lesdites valeurs de contribution dudit signal d'entrée audit signal de sortie, de préférence simultanément et de manière juxtaposée avec lesdites valeurs affichées de cohérence ordinaire et de cohérence partielle. Advantageously, for each of said input signals, at least one value, preferably at least one normed value, of the contribution of said input signal to said (in said) output signal is calculated, and said contribution values of said signal are displayed. input to said output signal, preferably simultaneously and juxtaposed with said displayed values of ordinary consistency and partial coherence.
Avantageusement, chacune desdites valeurs calculées est affichée sous forme d'un symbole graphique, tel qu'un rond ou un carré par exemple, doté d'au moins un paramètre de modification d'affichage dont la valeur est liée à la valeur calculée correspondante. Advantageously, each of said calculated values is displayed in the form of a graphic symbol, such as a circle or a square for example, provided with at least one display modification parameter whose value is linked to the corresponding calculated value.
Avantageusement, on calcule une valeur majorante de cohérence entre chacun desdits signaux d'entrée et ledit signal de sortie, et on affiche lesdites valeurs majorantes de cohérence calculées, de préférence simultanément et de manière juxtaposée avec lesdites valeurs de cohérence ordinaire, de cohérence partielle et de contributions. Advantageously, a coherence value is calculated between each of said input signals and said output signal, and said calculated coherence magnitudes, preferably simultaneously and juxtaposed with said values of ordinary coherence, partial coherence and contributions.
Avantageusement, pour chacune desdites grandeurs (cohérence ordinaire, cohérence partielle, valeur majorante de cohérence, contributions) affichées, on calcule et on affiche simultanément et de préférence de manière juxtaposée une valeur moyenne de ladite grandeur dans ladite bande de fréquence d'observation DF2 ainsi qu'une valeur maximale de ladite grandeur dans ladite bande de fréquence d'observation. Advantageously, for each of said magnitudes (ordinary coherence, partial coherence, coherence value, contributions) displayed, a mean value of said quantity is calculated and displayed simultaneously and preferably juxtaposed in said observation frequency band DF2 as well as a maximum value of said magnitude in said frequency band of observation.
Avantageusement, ledit paramètre de modification d'affichage dudit symbole graphique est un niveau d'intensité lumineuse, tel qu'un niveau de gris ou une intensité de couleur d'affichage. Advantageously, said display modification parameter of said graphic symbol is a level of luminous intensity, such as a gray level or a display color intensity.
Alternativement, ledit paramètre de modification d'affichage dudit symbole graphique est une dimension dudit symbole graphique. Alternatively, said display modification parameter of said graphic symbol is a dimension of said graphic symbol.
Avantageusement, indépendamment de l'affichage desdites grandeurs sous forme desdits symboles graphiques, on procure des moyens de commande d'affichage et des moyens d' d'affichage simultané avec l'affichage sous forme desdits symboles graphiques desdites grandeurs, d'au moins une courbe (en fonction de la fréquence) choisie par un opérateur parmi lesdits autospectres, lesdits interspectres, lesdites cohérences ordinaires , lesdites cohérences partielles, lesdites valeurs majorantes de cohérence, ladite cohérence multiple, lesdites contributions, préalablement calculées et enregistrées dans une mémoire dudit dispositif de traitement de signaux. Advantageously, regardless of the display of said quantities in the form of said graphic symbols, display control means and means for simultaneous display with the display in the form of said graphic symbols of said quantities, of at least one curve (as a function of frequency) chosen by one of said autospectrums, said interspectrums, said ordinary coherences, said partial coherences, said coherence majorities, said multiple coherence, said contributions, previously calculated and stored in a memory of said device. signal processing.
Une solution au problème posé consiste également à procurer un dispositif de traitement de signaux qui comporte au moins un dispositif d'entrée (de conditionnement) qui peut recevoir (N+1) signaux délivrés par des capteurs (tels que des accéléromètres ou des microphones par exemple), qui comporte au moins un moyen d'acquisition simultanée et de numérisation desdits signaux transmis par ledit dispositif d'entrée, au moins un moyen de calcul qui peut recevoir dudit moyen de numérisation des données numériques correspondant auxdits signaux et qui peut calculer des autospectres et des interspectres desdits signaux, lequel dispositif de traitement comporte au moins un moyen de mémoire dans lequel peuvent être enregistrés lesdits autospectres et lesdits interspectres, lequel dispositif comporte des moyens de calcul (rapide) d'autospectres décorrélés et d'interspectres décorrélés desdits signaux, et de calcul de cohérence ordinaire entre lesdits signaux, de cohérence partielle entre des signaux d'entrée et un signal de sortie, et ledit dispositif de traitement comporte des moyens d'introduction de données de choix parmi lesdits signaux d'un signal de sortie, et ledit dispositif comporte des moyens d'introduction de données de choix de k signaux d'entrée (sl,...sk) parmi lesdits signaux (s1,...sn+l) et il comporte des moyens d'introduction des données de choix d'un bande de fréquence d'observation contenue dans ladite bande de fréquence, et il comporte des moyens d'affichage simultané et de manière juxtaposée de résultats de calcul de cohérence ordinaire et cohérence partielle. A solution to the problem posed also consists in providing a signal processing device which comprises at least one input device (of conditioning) which can receive (N + 1) signals delivered by sensors (such as accelerometers or microphones by example), which comprises at least one means for simultaneous acquisition and digitization of said signals transmitted by said input device, at least one calculation means which can receive from said digitizing means digital data corresponding to said signals and which can calculate autospectres and interspectres of said signals, which processing device comprises at least one memory means in which said autospectrums and interspectres can be recorded, which device comprises means (calculation) for decorrelated autospectrums and interspectrums decorrelated from said signals , and ordinary consistency calculation between said signals, of coherence e partial between input signals and an output signal, and said processing device comprises means for inputting data of choice among said signals of an output signal, and said device comprises means for introducing data of choice of k input signals (sl, ... sk) among said signals (s1, ... sn + 1) and comprises means for inputting the data of choice of an observation frequency band contained in said frequency band, and it comprises means of simultaneous display and juxtaposed results of calculation of ordinary consistency and partial coherence.
Dans un procédé de traitement de signaux selon l'invention, lorsqu'on dispose de (n + 1) signaux temporels qui ont été échantillonnés (simultanément), convertis en valeurs numériques, et dont on a calculé et enregistré les autospectres et interspectres, on procède ensuite de la façon exposée ci-après. In a signal processing method according to the invention, when (n + 1) time signals are available which have been sampled (simultaneously), converted into digital values, and whose autospectrums and interspectrums have been calculated and recorded, proceeds in the manner described below.
Les notations utilisées sont les suivantes
- Gii(f) aussi noté Gii : autospectre (complexe) du signal repéré i en fonction de la fréquence f, laquelle fréquence varie dans une bande prédéterminée DF1 (qui peut par exemple être la bande des fréquence allant de O à 1000 Hz),
- Gij(f) aussi noté Gij : interspectre (complexe) des signaux repérés i et j en fonction de ladite fréquence f,
- i et j étant les indices repérant lesdits signaux et constitués par des nombres entiers compris entre 1 et n + 1.The notation used is as follows
Gii (f) also denoted Gii: autospectrum (complex) of the signal marked i as a function of the frequency f, which frequency varies in a predetermined band DF1 (which may for example be the band of frequencies ranging from 0 to 1000 Hz),
- Gij (f) also noted Gij: interspectre (complex) signals marked i and j according to said frequency f,
and i and j being the indices identifying said signals and consisting of integers between 1 and n + 1.
On dispose donc d'un ensemble de données complexes qui peut s'écrire sous la forme matricielle G11 Gl(n+1)
G(n+1)1..............G(n+1)(n+1)
que l'on peut appeler matrice interspectrale.We therefore have a complex data set that can be written in matrix form G11 Gl (n + 1)
G (n + 1) 1 .............. G (n + 1) (n + 1)
that we can call interspectral matrix.
Dans une phase préparatoire d'un procédé de traitement selon l'invention, on choisit un desdits signaux comme signal de sortie noté
Sy, par exemple le signal repéré par l'indice n+1. les n signaux restants étant considérés comme des entrées d'un premier modèle Mi représenté à la figure 1
ladite matrice interspectrale s'écrit alors
G11................G1n G1y Gni Gnn Gny
Gyl Gyn Gyy
- Puis successivement, pour chacun desdits signaux d'entrée (q variant de i à n), on soustrait la contribution cohérente dudit signal d'entrée repéré q dans chaque terme de ladite matrice interspectrale
On obtient ainsi lors de la première étape (pour q = 1) une première matrice dite matrice conditionnée
G11.1..............G1n.1 G1y.1
. .In a preparatory phase of a processing method according to the invention, one of said signals is chosen as an output signal noted
Sy, for example the signal identified by the index n + 1. the n remaining signals being considered as inputs of a first model Mi represented in FIG. 1
said interspectral matrix is then written
G11 ................ G1n G1y Gni Gnn Gny
Gyl Gyn Gyy
- Then successively, for each of said input signals (q varying from i to n), subtracting the coherent contribution of said input signal q in each term of said interspectral matrix
Thus, in the first step (for q = 1), a first matrix, called conditioned matrix, is obtained
G11.1 .............. G1n.1 G1y.1
. .
. . . .
. . . .
. . . .
Gn1.1..............Gnn.1 Gny.1
Gy1.1..............Gyn.1 Gyy.1
dont la première ligne et la première colonne peuvent être abandonnées de manière à ne conserver que
G22.1..............G2n.1 G2y.1
. .Gn1.1 .............. Gnn.1 Gny.1
Gy1.1 .............. Gyn.1 Gyy.1
whose first line and the first column may be dropped so as to keep only
G22.1 .............. G2n.1 G2y.1
. .
. . . .
. . . .
. . . .
Gn2.1..............Gnn.1 Gny.1
Gy2.1..............Gyn.1 Gyy.1
(matrice carrée de dimension n),
puis, à la seconde étape, en soustrayant la contribution cohérente du signal d'entrée repéré par q = 2, on obtient une deuxième matrice conditionnée
G22.(1,2).........G2n.(1,2) G2y.(1,2)
. . .Gn2.1 .............. Gnn.1 Gny.1
Gy2.1 .............. Gyn.1 Gyy.1
(square matrix of dimension n),
then, in the second step, subtracting the coherent contribution of the input signal indicated by q = 2, we obtain a second conditioned matrix
G22. (1,2) ......... G2n. (1,2) G2y. (1,2)
. . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
Gn2.(1,2)..........Gnn.(1,2) Gny.(1,2)
Gy2.(1,2)..........Gyn.(1,2) Gyy.(1,2)
dont on élimine la première ligne et la première colonne pour ne conserver que
G33.(1,2).........G3n.(1,2) G3y.(1,2)
. . .Gn2. (1,2) .......... Gnn. (1,2) Gny. (1,2)
Gy2. (1,2) .......... Gyn (1,2) Gyy. (1,2)
from which the first line and the first column are eliminated to keep only
G33. (1,2) ......... G3n. (1,2) G3y. (1,2)
. . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
Gn3.(1,2)..........Gnn.(1,2) Gny.(1,2)
Gy3.(1,2)..........Gyn.(1,2) Gyy.(1,2)
à la kème étape on obtient la matrice
G(k+1)(k+1).(1,2...k)......G(k+1)n.(1,2,...k) G(k+1).(1,2...k)
. . .Gn3. (1,2) .......... Gnn. (1,2) Gny. (1,2)
Gy3. (1,2) .......... Gyn (1,2) Gyy. (1,2)
at the kth step we obtain the matrix
G (k + 1) (k + 1). (1,2 ... k) ...... G (k + 1) n. (1,2, ... k) G (k + 1) ). (1,2 ... k)
. . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
Gn(k+1).(1,2...k)............Gnn.(1,2...k) Gny.(1,2...k)
Gy(k+1).(1,2...k)............Gyn.(1,2...k) Gyy.(1,2...k)
(matrice carrée de dimensions (n+i-k)),
et à la (n-l)ème étape, on obtient la matrice carrée de dimension 2 :
Gnn.(1,2,...(n-1)) Gny.(1,2...(n-1))
Gyn.(1,2,...(n-1)) Gyy.(1,2...(n-1))
que l'on peut également noter Gnn.(n-l)! Gny.(n-l)!
Gyn.(n-1)! Gyy.(n-1)!
A chacune de ces étapes, la soustraction de la contribution cohérente du signal d'entrée repéré q, respectivement à l'interspectre
Gij et à l'autospectre Gii s'effectue par
Gij.q = Gij - (Giq x Gqj)/Gqq
Gij.q désignant le résultat, soit l'interspectre (conditionné) desdits signaux d'entrée i et j dont on a éliminé la contribution (ou composante) cohérente dudit signal d'entrée repéré q, et
Gii - (Giq x Gqi)
Gii.q = ~~~~~~~~~
Gqq
Gii.q désignant le résultat, soit l'autospectre conditionné dudit signal d'entrée repéré i dont on a éliminé la composante cohérente dudit signal d'entrée repéré q.Gn (k + 1). (1,2 ... k) ............ Gnn. (1,2 ... k) Gny. (1,2 ... k)
Gy (k + 1). (1,2 ... k) ............ Gyn (1,2 ... k) Gyy. (1,2 ... k)
(square matrix of dimensions (n + ik)),
and at the (nl) th stage, we obtain the square matrix of dimension 2:
Gnn. (1,2, ... (n-1)) Gny. (1,2 ... (n-1))
Gyn (1,2, ... (n-1)) Gyy. (1,2 ... (n-1))
that we can also note Gnn. (nl)! Gny. (Nl)!
Gyn. (N-1)! Gyy. (N-1)!
At each of these stages, the subtraction of the coherent contribution of the input signal labeled q, respectively to the interspectrum
Gij and the autospectre Gii is done by
Gij.q = Gij - (Giq x Gqj) / Gqq
Gij.q denoting the result, ie the interspectrum (conditioned) of said input signals i and j from which the coherent contribution (or component) of said input signal labeled q has been eliminated, and
Gii - (Giq x Gqi)
Gii.q = ~~~~~~~~~
gqq
Gii.q designating the result, that is, the conditioned autospectrum of said input signal marked i from which the coherent component of said input signal marked q has been eliminated.
De la même façon dans les étapes mentionnées ci-dessus, on note Gij.(i,2,...p) ou Gij.(p)! l'interspectre desdits signaux d'entrée i et j dont a successivement et de la même manière éliminé la contribution cohérente desdits signaux d'entrée repérés 1,2,...p. In the same way in the steps mentioned above, we denote Gij (i, 2, ... p) or Gij (p)! the interspectrum of said input signals i and j which has successively and in the same way eliminated the coherent contribution of said input signals labeled 1,2, ... p.
On peut ensuite procéder à la nème étape de soustraction qui consiste à soustraire la contribution cohérente dudit signal d'entrée repéré n, ce qui donne Gyy. (n)!
qui représente l'autospectre dudit signal de sortie décorrélé (ou conditionné), c'est-à-dire dont on a soustrait les contributions cohérentes de tous lesdits signaux d'entrée.We can then proceed to the nth subtraction step of subtracting the coherent contribution of said input signal n, which gives Gyy. (not)!
which represents the autospectrum of said decorrelated (or conditioned) output signal, that is, the coherent contributions of all said input signals have been subtracted.
Cette grandeur correspond donc au bruit noté bl dans le modèle Mi de la figure i soit
Gyy.(n)! = Gblbl
A l'issue de cette étape on peut enregistrer les valeurs en fonction de la fréquence obtenue pour Gnn.(n-i)!, Gny.(n-i)!, Gyy.(n-l)!,
et une estimation de la fonction de transfert noté Hny.(n-1) entre ledit signal d'entrée repéré n et ledit signal de sortie repéré y définie par Gny. (n-l)!
Hny.(n-1) ! != Gyy.(n-1)!
ainsi qu'unie valeur de la cohérence multiple notée ry:(n)! définie par :
Gyy.(n)!
r2y:(n)! = 1
Gyy
Dans un autre calcul itératif, on peut choisir comme signal de sortie un signal repéré z différent dudit signal repéré n+i (ou y) pris précédemment, par exemple z = n, ce qui correspond au modèle M2 de la figure 2, et on effectue successivement, à partir de la matrice interspectrale initiale (contenant les autospectres et interspectres non décorrélés), les calculs décrits ci-dessus de soustraction de contribution cohérente des n signaux d'entrée restants et on enregistre de la même manière les résultats des (n-l)ème et (n)ème étapes dudit calcul de soustraction de contribution cohérente.This quantity therefore corresponds to the noise noted bl in the model Mi of FIG.
Gyy. (N)! = Gblbl
At the end of this step we can record the values according to the frequency obtained for Gnn (ni) !, Gny. (Ni) !, Gyy. (Nl)!
and an estimate of the transfer function denoted Hny. (n-1) between said input signal marked n and said output signal marked y defined by Gny. (Nl)!
Hny. (N-1) ! = Gyy. (N-1)!
as well as a value of the multiple coherence noted ry: (n)! defined by:
Gyy. (N)!
R2Y: (n)! = 1
Gyy
In another iterative calculation, it is possible to choose as output signal a signal marked z different from said signal marked n + 1 (or y) taken previously, for example z = n, which corresponds to the model M2 of FIG. 2, and successively, from the initial interspectral matrix (containing autodectres and interspectres not decorrelated), the above-described calculations of coherent contribution subtraction of the n remaining input signals, and the results of (nl) are recorded in the same manner ) and nth steps of said coherent contribution subtraction calculation.
A l'issue des calculs décrits ci-dessus, on dispose en mémoire de valeurs en fonction de ladite fréquence f des grandeurs suivantes
Hky.(q < ou > n)!, Gky.(q < ou > k)! et Gkk.(q < ou > k)!( pour l'ensemble des indices k (k=i,...n).At the end of the calculations described above, values are stored in memory according to said frequency f of the following quantities
Hky. (Q <or> n) !, Gky. (Q <or> k)! and Gkk. (q <or> k)! (for the set of indices k (k = i, ... n).
Tous les calculs décrits ci-dessus permettent ensuite dans une phase de dépouillement et d'analyse proprement dite desdits signaux vibratoires
- de choisir une bande fréquence d'observation à l'intérieur de ladite bande de fréquence prédéterminée, laquelle bande de fréquence d'observation peut par exemple être choisie comme une bande étroite entourant un "pic" de niveau, apparaissant dans un ou plusieurs desdits spectres desdits signaux, et dont on souhaite connaître la signification (l'origine ou la source), puis
- de choisir un premier modèle d'analyse du comportement de la machine étudiée, modèle défini par
- un signal de sortie choisi parmi lesdits signaux mesurés,
- un nombre k (1 s k s n) de signaux d'entrée choisis parmi lesdits signaux mesurés restants,
- de calculer très rapidement à l'aide des résultats de calcul de la phase préliminaire décrite ci-dessus et d'afficher simultanément et de préférence de manière juxtaposée, les valeurs de cohérence ordinaire entre chacun des signaux d'entrée et ledit signal de sortie, la cohérence partielle entre chacun desdits signaux d'entrée et ledit signal de sortie, et la cohérence multiple dudit premier modèle choisi ci-dessus
Ladite cohérence partielle entre un signal d'entrée repéré k et ledit signal de sortie repéré y est calculée par la formule r2ky.(qcou > k)! = IGky.(qtou > k)!l2 /(Gkk.(q < ou > k)! x Gyy.(qCou > k)!)
On peut également calculer une première valeur (ou estimateur minorant) de contribution dudit signal d'entrée k dans ledit signal de sortie y définie par
Gyy.(q < ou > k)! = |Hkyl2 x Gkk.(q < ou > k)! = Gyy:k
Le calcul des valeurs de cohérence ordinaire entre un signal d'entrée repéré k et ledit signal de sortie repéré y est effectué à l'aide de la formule
r2kyORD = Gkyl2 / (GkkXGyy)
Une deuxième valeur de contribution ou contribution ordinaire peut être calculée par la formule
Gyy.(q < ou > k)!ORD = IGkyl2 / Gkk,
qui représente le "spectre" cohérent ("coherent spectrum") de la sortie ; ces valeurs de cohérence ordinaire et de contribution ordinaire sont les valeurs habituellement calculées par des dispositifs connus de traitement de signaux.All the calculations described above then make it possible in a phase of analysis and analysis proper of said vibratory signals.
selecting an observation frequency band within said predetermined frequency band, which observation frequency band may for example be chosen as a narrow band surrounding a "peak" level, appearing in one or more of said spectra of said signals, and whose meaning (origin or source) is desired, then
- to choose a first model of analysis of the behavior of the machine studied, model defined by
an output signal chosen from said measured signals,
a number k (1 sksn) of input signals chosen from said remaining measured signals,
to calculate very quickly using the results of calculation of the preliminary phase described above and to display simultaneously and preferably juxtaposed, the values of ordinary coherence between each of the input signals and said output signal , the partial coherence between each of said input signals and said output signal, and the multiple coherence of said first model chosen above
Said partial coherence between an input signal marked k and said output signal identified therein is calculated by the formula r2ky. (Qcou> k)! = IGky. (Qtou> k)! L2 /(Gkk.(q <or> k)! X Gyy. (QCou> k)!)
It is also possible to calculate a first value (or lowering estimator) of contribution of said input signal k in said output signal y defined by
Gyy. (Q <or> k)! = | Hkyl2 x Gkk. (Q <or> k)! = Gyy: k
The calculation of the ordinary coherence values between an input signal marked k and said output signal identified therein is carried out using the formula
r2kyORD = Gkyl2 / (GkkXGyy)
A second contribution or ordinary contribution value may be calculated by the formula
Gyy. (Q <or> k)! ORD = IGkyl2 / Gkk,
which represents the coherent spectrum of the output; these ordinary coherence and ordinary contribution values are the values usually calculated by known signal processing devices.
Avantageusement, on peut de plus calculer une valeur majorante de cohérence définie par
r2kyMaj = iGky.(q < ou > k)!i2 / (GkkxGyy)
On peut également calculer une troisième valeur de contribution dite valeur majorante de contribution , définie par
Gyy.(q < ou > k)!Maj = lHkyl2xGkk
Afin de faciliter l'analyse de ces informations, dans un mode préférentiel d'utilisation du procédé selon l'invention, on affiche pour chacune de ces grandeurs, non pas la courbe représentative des variations de ces grandeurs en fonction de la fréquence dans la bande de fréquence d'observation choisie, mais plutôt
- soit une valeur moyenne et/ou une valeur maximale de chacune de ces grandeurs dans ladite bande de fréquence d'observation,
- soit, de préférence, un symbole graphique dont un paramètre d'affichage représente ladite valeur moyenne et/ou ladite valeur maximale de chacune de cesdites grandeurs dans ladite bande de fréquence d'observation.Advantageously, it is also possible to calculate a coherence value defined by
r2kyMaj = iGky. (q <or> k)! i2 / (GkkxGyy)
It is also possible to calculate a third contribution value called contribution value, defined by
Gyy. (Q <or> k)! Shift = lHkyl2xGkk
In order to facilitate the analysis of this information, in a preferred mode of use of the method according to the invention, for each of these quantities, the curve representative of the variations of these quantities as a function of the frequency in the band is not displayed. selected frequency of observation, but rather
an average value and / or a maximum value of each of these magnitudes in said observation frequency band,
or preferably a graphic symbol whose display parameter represents said average value and / or said maximum value of each of said magnitudes in said observation frequency band.
En fonction des résultats affichés, un opérateur qualifié peut alors notamment
- d'une part vérifier la validité (qualité) dudit premier modèle choisi, pour ce qui concerne ladite bande de fréquence d'observation choisie, ladite validité étant "mesurée" par ladite cohérence multiple, et selon la valeur prise par ladite cohérence multiple choisir un deuxième modèle d'analyse desdits signaux,
- et d'autre part analyser le "poids" (ou contribution) relatif de chacun desdits signaux dans ledit signal de sortie par la comparaison (qui peut être faite visuellement et rapidement) desdites valeurs prises par lesdites cohérences partielles entre lesdits signaux d'entrée et signal de sortie, ainsi que la comparaison, pour chacun desdits signaux d'entrée, entre la valeur de ladite cohérence partielle avec ledit signal de sortie et la valeur de ladite cohérence ordinaire avec ledit signal de sortie.Depending on the results displayed, a qualified operator can then in particular
on the one hand, to check the validity (quality) of said first chosen model, with regard to said selected observation frequency band, said validity being "measured" by said multiple coherence, and according to the value taken by said multiple coherence, choose a second model for analyzing said signals,
and on the other hand analyzing the relative "weight" (or contribution) of each of said signals in said output signal by comparison (which can be done visually and quickly) of said values taken by said partial coherences between said input signals and an output signal, as well as the comparison, for each of said input signals, between the value of said partial coherence with said output signal and the value of said ordinary coherence with said output signal.
Un avantage important procuré par l'invention est qu'elle permet un affichage très synthétique et permettant à l'opération la comparaison d'un grand nombre de résultats, et elle permet par la modification interactive des paramètres du modèle choisi, d'effectuer rapidement une analyse du comportement VIB illustré par lesdits signaux. An important advantage provided by the invention is that it allows a very synthetic display and allows the operation to compare a large number of results, and it allows the interactive modification of the parameters of the chosen model, to perform quickly an analysis of the behavior VIB illustrated by said signals.
Les nombreux avantages procurés par l'invention seront mieux compris au travers de la description suivante qui se réfère aux dessins annexés qui illustrent sans aucun caractère limitatif un dispositif de traitement de signaux selon l'invention et certaines étapes de procédé de traitement de signaux selon l'invention. The numerous advantages provided by the invention will be better understood from the following description which refers to the appended drawings which illustrate, without any limiting character, a signal processing device according to the invention and certain steps of a signal processing method according to the invention. 'invention.
La figure 1 illustre schématiquement un premier modèle utilisé dans un procédé de traitement de signaux selon l'invention. Figure 1 schematically illustrates a first model used in a signal processing method according to the invention.
La figure 2 illustre schématiquement un deuxième modèle utilisé dans un procédé de traitement de signaux selon l'invention. Figure 2 schematically illustrates a second model used in a signal processing method according to the invention.
La figure 3 illustre un exemple d'affichage de résultats de traitement de signaux par un procédé selon l'invention. FIG. 3 illustrates an exemplary display of signal processing results by a method according to the invention.
La figure 4 illustre les principaux composants d'un dispositif de traitement de signaux selon l'invention. Figure 4 illustrates the main components of a signal processing device according to the invention.
Sur la figure 1 on a illustré un modèle Mi d'analyse de comportement vibratoire d'une machine sur laquelle ont été effectuées des mesures de signaux Si ... Si ... Sn, Sy. FIG. 1 illustrates a model Mi for analyzing the vibratory behavior of a machine on which signal measurements Si ... Si ... Sn, Sy.
Selon ledit premier modèle Mi, ledit signal Sy est choisi comme signal de sortie et peut être déterminé par la formule
Sy (f)= Si=l...n Ki(f)xSi(f) + Bl(f),
(dans le domaine fréquentiel),
B1 représentant le bruit du système, ctest-à-dire la composante dudit signal de sortie qui n'est corrélé avec aucun desdits signaux d'entrée Si ... Sn. According to said first model Mi, said signal Sy is chosen as output signal and can be determined by the formula
Sy (f) = Si = l ... n Ki (f) xSi (f) + B1 (f),
(in the frequency domain),
B1 representing the noise of the system, i.e. the component of said output signal which is not correlated with any of said Si ... Sn input signals.
A la figure 2, on a illustré de la même manière qu a la figure 1 un deuxième modèle M2 d'analyse de comportement de machine sur laquelle ont été effectuées des mesures des mêmes signaux S1 ... Si ... Son~1, Sn+i, dans lesquelles contrairement audit premier modèle Mi représenté à la figure 1, le signal de sortie choisi parmi lesdits signaux disponibles est le signal repéré Sz = Sn qui peut être calculé en fonction des signaux restants qui constituent les signaux d'entrée dudit modèle par la formule
Sn = Sz = Si = l...n-1 Ki Si + Kn+l x Sn+l + B2
B2 représentant le bruit, c'est-à-dire la composante dudit signal de sortie qui n'est corrélé avec aucun desdits signaux d'entrée.FIG. 2 illustrates in the same manner as in FIG. 1 a second machine behavior analysis model M2 on which measurements have been made of the same signals S1 ... Si ... Its ~ 1, Sn + i, in which unlike said first model Mi shown in Figure 1, the output signal selected from said available signals is the signal Sz = Sn which can be calculated based on the remaining signals which constitute the input signals of said model by the formula
Sn = Sz = Si = l ... n-1 Ki Si + Kn + lx Sn + l + B2
B2 representing the noise, that is to say the component of said output signal which is not correlated with any of said input signals.
Sur la figure 3 on a illustré lesdits moyens d'affichage de résultats de calculs, sur lesquels on affiche sur au moins une zone 2 d'affichage, de préférence simultanément et de manière juxtaposée, des résultats desdits calculs. FIG. 3 illustrates said calculation result display means on which the results of said calculations are displayed on at least one display zone 2, preferably simultaneously and in a juxtaposed manner.
On voit que ladite zone d'affichage 2 comporte une zone d'affichage 3 qui comporte quatre symboles graphiques superposés repérés 31, 32, 33, 34 ; on voit qu'à gauche sur cette figure, est également prévue une zone d'affichage il dans laquelle sont visualisés des noms A1, A2, A3, A4 qui repèrent des signaux sl, s2, s3, s4 correspondants qui ont été mesurés et traités par un procédé selon l'invention. It can be seen that said display zone 2 comprises a display zone 3 which comprises four superimposed graphic symbols marked 31, 32, 33, 34; it is seen that on the left in this figure is also provided a display area in which are displayed names A1, A2, A3, A4 which locate corresponding signals s1, s2, s3, s4 which have been measured and processed by a method according to the invention.
Ledit symbole graphique 31 représente comme repéré par les indications "COPMOY" situés au-dessus de ladite zone d'affichage 3, une valeur moyenne de la cohérence partielle dans ladite bande de fréquence d'observation entre ledit signal d'entrée Si repéré dans ladite zone d'affichage par ledit nom A1 qui est situé sur la même ligne que ledit symbole graphique 31, et ledit signal de sortie, qui est repéré par son nom A5 qui est visualisé dans une zone d'affichage 14 comprise dans ladite zone d'affichage 2 (en bas à droite sur la figure). Said graphic symbol 31 represents, as indicated by the indications "COPMOY" located above said display zone 3, an average value of the partial coherence in said frequency band of observation between said input signal Si identified in said display area by said name A1 which is located on the same line as said graphic symbol 31, and said output signal, which is identified by its name A5 which is displayed in a display area 14 included in said area of display 2 (bottom right in the figure).
Dans la partie située en bas à droite de ladite zone d'affichage 2 sont prévues ladite zone d'affichage 14 dans laquelle est affiché ledit nom représentatif dudit signal choisi comme signal de sortie, lequel nom est As sur la figure 3, et une zone d'affichage 15 repérée par le repère "MODREF" dans laquelle est visualisé le nom donné au modèle choisi qui fait l'objet de l'exemple de visualisation de la figure 3, qui est repéré par le nom "M3" ; on voit également que dans cette zone est prévu un espace d'affichage 19 dans lequel est affichée la valeur de la cohérence multiple (0,997 dans l'exemple représenté à la figure 3), et qui est repéré par le label "COMUL" ; de la même façon et dans la même partie de ladite zone d'affichage est repérée ladite bande de fréquence d'observation repérée par "DF2" qui correspond à la bande des fréquences comprises entre 290 Hz et 310 Hz comme indiqué sur la figure 3 dans la zone d'affichage 16. In the lower right part of said display zone 2 are provided said display area 14 in which is displayed said name representative of said signal chosen as the output signal, which name is As in FIG. 3, and a zone display 15 marked by the "MODREF" mark in which is displayed the name given to the chosen model which is the subject of the visualization example of FIG. 3, which is indicated by the name "M3"; it can also be seen that in this zone there is provided a display space 19 in which the value of the multiple coherence (0.997 in the example shown in FIG. 3) is displayed, and which is marked by the "COMUL" label; in the same way and in the same part of said display zone is marked said observation frequency band marked by "DF2" which corresponds to the band of frequencies between 290 Hz and 310 Hz as indicated in FIG. the display area 16.
De la même manière que représenté dans la zone d'affichage 3 est prévue une zone d'affichage 4, qui est surmontée d'une marque "COPMAX", laquelle zone d'affichage correspond à une zone d'affichage de résultats de calculs de cohérence partielle maximale dans ladite bande de fréquence d'observation, zone d'affichage dans laquelle sont situés des symboles graphiques 4i, 42, 43, 44, dont un paramètre d'affichage, en l'occurrence le diamètre respectif Di, D2, D3, D4 desdits symboles graphiques qui sont constitués par des cercles, correspond respectivement à une indication de la valeur de la cohérence partielle maximale dans ladite bande de fréquence d'observation entre respectivement lesdits signaux d'entrée repérés par leurs noms A1, A2, A3, A4 (à gauche sur la figure 3) et ledit signal de sortie qui correspond au nom repéré A5 dans ladite zone d'affichage 14. In the same way as shown in the display area 3 is provided a display area 4, which is surmounted by a mark "COPMAX", which display area corresponds to a display area of the results of calculations of maximum partial coherence in said observation frequency band, display area in which are located graphical symbols 4i, 42, 43, 44, including a display parameter, in this case the respective diameter Di, D2, D3 , D4 of said graphical symbols which consist of circles, respectively corresponds to an indication of the value of the maximum partial coherence in said observation frequency band respectively between said input signals indicated by their names A1, A2, A3, A4 (left in FIG. 3) and said output signal corresponding to the name marked A5 in said display zone 14.
On voit que de la même façon que pour lesdites zones d'affichage 3 et 4 sont respectivement prévues, juxtaposées auxdites zones 3 et 4, deux zones 5 et 6 dans lesquelles sont situés des symboles graphiques respectifs 51, 52, 53. 54 et 61, 62, 63, 64 qui de la même manière que lesdits symboles graphiques desdites zones d'affichage 3 et 4 illustrent, en colonnes repérées par les indications "COOMOY" et "COOMAX", des valeurs de cohérence ordinaire moyenne et respectivement des valeurs de cohérence ordinaire maximale dans ladite bande de fréquence d'observation DF2, desdits signaux repérés par lesdits noms illustrés dans ladite zone d'affichage 11, avec ledit signal de sortie repéré par ledit nom affiché dans ladite zone d'affichage 14 ; on voit que grâce au mode d'affichage sous forme de symboles graphiques muni d'un paramètre d'affichage correspondant auxdites valeurs calculées, lesquels affichages sont effectués dans des zones juxtaposées et plus particulièrement dans cet exemple de réalisation sur des lignes 21, 22, 23, 24 correspondant à chacun desdits signaux d'entrée, on peut aisément comparer la cohérence partielle moyenne entre ledits signal sl et ledit signal de sortie et la cohérence ordinaire moyenne entre ledit signal d'entrée (repéré par son nom Al) et ledit signal de sortie ; on voit sur cette figure que concernant lesdits symboles graphiques desdites zones d'affichage 3 et 5, la visualisation de ladite valeur de ladite grandeur ayant un niveau de gris correspondant à une valeur de la grandeur affichée ; dans lesdites zones 8 et 9 il est en effet affiché une représentation de la valeur de la contribution de chacun desdits signaux d'entrée dans ledit signal de sortie ; plus précisément ledit symbole graphique 81 représente la contribution dudit signal si dont le nom est A1 dans ledit signal de sortie dudit modèle repéré par ledit nom M3, lequel signal de sortie correspond à ladite sortie dont ledit nom As est affiché dans ladite zone d'affichage 14 ; de la même manière ledit symbole graphique 9i a un niveau de gris correspondant à la valeur d'une deuxième valeur de contribution par exemple une valeur majorante de contribution dudit signal repéré par ledit nom A1, dans ledit signal de sortie dudit modèle ; lesdits symboles graphiques 81 et 9i sont situés sur un même niveau 21 horizontal de ladite zone d'affichage 2 qui correspond à ladite ligne sur laquelle sont situés respectivement ledit repère de nom Ai affecté audit signal d'entrée si, et lesdits symboles graphiques 31, 4i, 51, 61 qui sont tous en relation avec ledit signal d'entrée ; de la même manière, sont prévus dans lesdites zones d'affichage 8 et 9 qui correspondent sensiblement à des colonnes, lesdits symboles graphiques 82 et 92 qui par leur dit niveau de gris donnent une information relative à la valeur respectivement de ladite contribution et de ladite valeur majorante de contribution dudit signal s2 repéré par ledit nom A2, dans ledit signal de sortie repéré par ledit nom A5, lesquels symboles graphiques 82 et 92 sont situés sur la même ligne que lesdits symboles graphiques 32, 42, 52, 62, en regard de ladite zone il contenant ledit nom A2 correspondant audit signal d'entrée. It can be seen that in the same way as for said display zones 3 and 4 are respectively provided, juxtaposed with said zones 3 and 4, two zones 5 and 6 in which are located respective graphical symbols 51, 52, 53. 54 and 61 , 62, 63, 64 which in the same way that said graphic symbols of said display areas 3 and 4 illustrate, in columns marked by the indications "COOMOY" and "COOMAX", values of average ordinary coherence and respectively values of maximum ordinary coherence in said DF2 observation frequency band, said signals marked by said names illustrated in said display area 11, with said output signal indicated by said name displayed in said display area 14; it can be seen that, thanks to the display mode in the form of graphic symbols provided with a display parameter corresponding to said calculated values, which displays are carried out in juxtaposed zones and more particularly in this embodiment on lines 21, 22, 23, 24 corresponding to each of said input signals, it is easy to compare the average partial coherence between said sl signal and said output signal and the average ordinary coherence between said input signal (indicated by its name A1) and said signal Release ; it can be seen in this figure that concerning said graphic symbols of said display areas 3 and 5, the display of said value of said quantity having a gray level corresponding to a value of the displayed quantity; in said zones 8 and 9 it is indeed displayed a representation of the value of the contribution of each of said input signals in said output signal; more precisely, said graphic symbol 81 represents the contribution of said signal if whose name is A1 in said output signal of said model marked by said name M3, which output signal corresponds to said output of which said name As is displayed in said display area 14; in the same way, said graphic symbol 9i has a gray level corresponding to the value of a second contribution value, for example a contribution value of said signal indicated by said name A1, in said output signal of said model; said graphic symbols 81 and 9i are situated on the same horizontal level of said display area 2 which corresponds to said line on which said name frame Ai respectively assigned to said input signal is located if, and said graphic symbols 31, 4i, 51, 61 which are all related to said input signal; in the same manner, are provided in said display areas 8 and 9 which substantially correspond to columns, said graphic symbols 82 and 92 which by said gray level give information relating to the value respectively of said contribution and said a contribution value of said signal s2 indicated by said name A2, in said output signal indicated by said name A5, which graphic symbols 82 and 92 are situated on the same line as said graphic symbols 32, 42, 52, 62, opposite of said zone containing said name A2 corresponding to said input signal.
On voit que dans le mode de réalisation préférentiel d'affichage illustré à la figure 3, dans une partie de ladite zone d'affichage 2, située en bas à gauche sur ladite figure 3, sont respectivement prévues des zones 12 et 13 d'affichage desdits noms desdits signaux d'entrée qui sont organisées respectivement en colonnes et en lignes, et qui définissent un espace d'affichage 10 dans lesquelles sont affichés grâce à des symboles graphiques, des valeurs de cohérence ordinaire entre chacun desdits signaux d'entrée pris deux à deux, lesdits signaux d'entrée étant représentés par lesdits noms A1, A2,
A3, A4 ; ainsi, ledit symbole d'affichage 1012 illustre par son niveau de gris, la valeur de la cohérence ordinaire calculée entre ledit signal sl repéré par ledit nom Ai, et ledit signal s2 repéré par ledit nom A2, ledit symbole graphique 1012 se situant à l'intersection d'une ligne sur laquelle figure le repère (ou nom) A1 correspondant audit signal si dans ladite zone d'affichage 12 et la colonne ou figure ledit nom A2 correspondant audit signal s2 dans ladite zone d'affichage 13 ; il est clair que compte tenu de la disposition matricielle desdits symboles graphiques, lesdits symboles graphiques repérés 1011, 1022, 1033 et 1044 situés sur la diagonale de ladite matrice ne présentent aucune signification intéressante puisqu' ils représenteraient une valeur (égale à 1) de ladite cohérence ordinaire entre l'un desdits signaux et lui-même.We see that in the preferred embodiment of display illustrated in Figure 3, in a portion of said display area 2, located at the bottom left in said Figure 3, are respectively provided zones 12 and 13 of display said names of said input signals, which are respectively arranged in columns and in lines, and which define a display space in which are displayed by means of graphic symbols, ordinary coherence values between each of said two input signals; two, said input signals being represented by said names A1, A2,
A3, A4; thus, said display symbol 1012 illustrates, by its gray level, the value of the ordinary coherence calculated between said signal labeled by said name Ai, and said signal s2 identified by said name A2, said graphic symbol 1012 lying at a distance of intersection of a line on which appears the mark (or name) A1 corresponding to said signal if in said display area 12 and the column or figure said name A2 corresponding to said signal s2 in said display area 13; it is clear that, given the matrix arrangement of said graphic symbols, said graphical symbols marked 1011, 1022, 1033 and 1044 located on the diagonal of said matrix have no interesting meaning since they would represent a value (equal to 1) of said ordinary coherence between one of said signals and himself.
On voit que dans ce mode préférentiel de réalisation sont également prévus dans une zone d'affichage 7 des repères graphiques fixes représentés par un point entouré d'un cercle, chacun desdits repères graphiques fixes pouvant être associé à un repère graphique mobile 181 ayant la forme d'une flèche, lequel repère mobile 181 est mis en mouvement par l'action sur lesdits moyens d'introduction de données dudit opérateur qualifié, et permet audit opérateur par association dudit repère mobile 181 avec l'un desdits repères fixes de ladite zone 7, de commander l'affichage dans une deuxième zone 1 dudit moyen d'affichage, d'une courbe 20 en fonction de ladite fréquence F (repérée de O à 1000 sur ledit graphe de ladite zone 1), qui peut être par exemple l'autospectre ou la cohérence de l'un desdits signaux d'entrée ; de la même façon, un repère graphique fixe 17 est prévu qui peut coopérer avec un repère mobile 182 qui se déplace sous l'action desdits moyens d'introduction de données par ledit opérateur et qui permet à celui-ci de commander l'affichage dans ladite zone 1 du graphe en fonction de ladite fréquence, dans ladite bande de fréquence prédéterminée, d'une des grandeurs associées audit signal de sortie on voit sur la figure 3 que dans ladite zone 1 peut être également affichée ladite bande de fréquence d'observation DF2 qui dans l'exemple représenté sur la figure 1 est choisie pour entourer un pic 201 de niveau de ladite courbe 1, laquelle bande de fréquence DF2 est affichée sous la forme d'une fenêtre en traits pointillés 21. We see that in this preferred embodiment are also provided in a display area 7 fixed graphic markers represented by a dot surrounded by a circle, each of said fixed graphic markers can be associated with a moving graphic marker 181 having the shape an arrow, which movable marker 181 is set in motion by the action on said data input means of said skilled operator, and allows said operator by association of said movable marker 181 with one of said fixed marks of said zone 7 to control the display in a second zone 1 of said display means of a curve 20 as a function of said frequency F (referenced from 0 to 1000 on said graph of said zone 1), which may be, for example, autospectrum or the coherence of one of said input signals; in the same way, a fixed graphic marker 17 is provided which can cooperate with a movable marker 182 which moves under the action of said data input means by said operator and which allows said operator to control the display in said zone 1 of the graph as a function of said frequency, in said predetermined frequency band, of one of the magnitudes associated with said output signal is seen in FIG. 3 that in said zone 1 may also be displayed said frequency band of observation DF2 which in the example shown in Figure 1 is chosen to surround a level peak 201 of said curve 1, which frequency band DF2 is displayed as a dotted line window 21.
A la figure 4 on a illustré un dispositif de traitement de signaux qui peut permettre l'analyse de signaux vibratoires et/ou acoustiques qui ont été mesurés par des capteurs 31 tels qu'accéléromètres par exemple, lesquels capteurs 31 sont montés sur une machine complexe 44 qui comporte différents éléments 45 susceptibles de constituer des sources vibratoires et/ou acoustiques qui peuvent être par exemple des pompes, des ventilateurs, des moteurs, etc. FIG. 4 illustrates a signal processing device that can enable the analysis of vibratory and / or acoustic signals that have been measured by sensors 31 such as accelerometers for example, which sensors 31 are mounted on a complex machine 44 which comprises various elements 45 likely to constitute vibratory and / or acoustic sources which may be for example pumps, fans, motors, etc.
On voit que chacun desdits capteurs 31 est relié respectivement à un moyen de conditionnement 32 par des moyens de liaison 38 ; lesdits signaux issus desdits capteurs et conditionnés par lesdits moyens de conditionnement 32 peuvent être véhiculés grâce à des moyens de liaison 39 vers un dispositif 33 de mesure et d'acquisition simultanée desdits signaux et de numérisation des grandeurs mesurées desdits signaux ; ledit dispositif est relié par des moyens de liaison 40 à des moyens 34 et 35 de calcul et de mémoire, qui peuvent calculer des autospectres et interspectres desdits signaux temporels préalablement numérisés, dans une bande de fréquence prédéterminée qui est généralement choisie en fonction de la fréquence d'acquisition utilisée par lesdits moyens d'acquisition 33 ; on voit que lesdits moyens de calcul et de mémoire qui peuvent être constitués notamment par un micro-ordinateur ou un mini-ordinateur sont reliés à des moyens d'introduction de données 36 tel qu'un clavier et des moyens de visualisation de résultats de calculs 37 tel qu'un écran ainsi qu'à une imprimante 43 grâce à des moyens de liaison 42. It can be seen that each of said sensors 31 is respectively connected to a conditioning means 32 by connecting means 38; said signals from said sensors and conditioned by said conditioning means 32 can be conveyed through connecting means 39 to a device 33 for measuring and simultaneously acquiring said signals and digitizing the measured quantities of said signals; said device is connected by connecting means 40 to computing and memory means 34 and 35, which can calculate autospectrums and interspectrums of said previously digitized time signals, in a predetermined frequency band which is generally chosen according to the frequency acquisition method used by said acquisition means 33; it can be seen that the said calculation and memory means which can be constituted in particular by a microcomputer or a mini-computer are connected to data input means 36 such as a keyboard and means for visualizing calculation results. 37 as a screen and a printer 43 through connecting means 42.
Grâce au dispositif selon l'invention, après que lesdits calculs des phases préliminaires d'un procédé selon l'invention ont été effectués par lesdits moyens de calcul et que lesdites valeurs résultantes de cesdits calculs ont été enregistrées dans lesdits moyens de mémoire, un opérateur qualifié peut facilement et très rapidement, grâce auxdits moyens d'introduction de données, choisir ladite bande de fréquence d'observation, puis visualiser simultanément et de préférence de manière juxtaposée et sous forme synthétique les résultats de calculs notamment de cohérence ordinaire entre des signaux d'entrée et un signal de sortie choisi conformément à un modèle déterminé par l'opérateur, et permettre ainsi une analyse facilitée du comportement vibratoire de ladite machine grâce auxdites possibilités d'introduction de données qui permettent de changer très rapidement et de visualiser de manière synthétique l'ensemble des résultats correspondant à plusieurs modèles d'analyse choisis successivement pour l'étude du comportement vibratoire de ladite machine. Thanks to the device according to the invention, after said calculations of the preliminary phases of a method according to the invention have been carried out by said calculating means and that said resulting values of said said calculations have been recorded in said memory means, an operator It is easy and very fast for the said data input means to select said observation frequency band and then simultaneously and in a juxtaposed manner and in a synthetic form, to display the results of computations, in particular of ordinary coherence, between data signals. input and an output signal chosen according to a model determined by the operator, and thus allow a facilitated analysis of the vibratory behavior of said machine through said data introduction possibilities that can change very quickly and visualize synthetically the set of results corresponding to p several models of analysis chosen successively for the study of the vibratory behavior of said machine.
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| FR9110206A FR2680253B1 (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | SIGNAL PROCESSING METHOD AND DEVICE. |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4335600A (en) * | 1980-11-13 | 1982-06-22 | General Electric Company | Detecting internal abnormalities in turbines |
| JPS5963530A (en) * | 1982-10-01 | 1984-04-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Diagnosing device for rotary machine |
-
1991
- 1991-08-05 FR FR9110206A patent/FR2680253B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4335600A (en) * | 1980-11-13 | 1982-06-22 | General Electric Company | Detecting internal abnormalities in turbines |
| JPS5963530A (en) * | 1982-10-01 | 1984-04-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Diagnosing device for rotary machine |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 169 (P-292)(1606) 4 Août 1984 & JP-59 063 530 ( ISHIKAWAJIMA HARIMA JUKOGYO K.K. ) 11 Avril 1984 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2680253B1 (en) | 1993-11-19 |
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