Sinyallerin Görsel Kontrolü, Filtreleme ve Spektral Değerlendirme

Çevresel titreşim deneyinden alınan kayıtlar sisteme yüklendikten sonra, SignalCAD programının ana ekranına Şekil 2.23’de görüldüğü gibi üç ve iki boyutlu spektrum kayıtları yüklenir. Çevresel titreşim deneyinde alınan verilerin kayıt formatı, zorlanmış titreşim deneyinden tamamen farklıdır. Zorlanmış titreşimde çok kısa bir süre için, darbe vurulur ve hemen kayıt alınarak ölçüm tamamlanır. Çevresel titreşim deneyinde ise, kayıt programına bir ölçüm süresi girilir ve bu ölçüm süresi tamamlanana kadar çevreden gelen darbe, titreşim, gürültü vb. her türlü etkiden kaynaklanan sinyaller kayıt altına alınır. Çevresel titreşim deneyinde, bir kanalın zorlanmış titreşim deneyinde olduğu gibi sadece bir adet zamana bağlı spektrumu yoktur. Burada kanalların sinyal serileri vardır. Bilgisayardan sisteme girilen kayıt süresi içinde, yine kullanıcı tarafından belirlenen periyotlarla zamana bağlı kayıtlar devam eder ve bu kayıtlardan oluşan veri kümesi oluşturulur. Şekil 2.23 de sol tarafta görülen üç boyutlu çizim, 1 numaralı kanala ait sinyal kümesini toplu halde

göstermektedir. Sağ taraftaki iki boyutlu ekranda ise, üç boyutlu veri kümesinin bir kayıt anına denk gelen ivme spektrum görüntüsü yer almaktadır.

Şekil 2.23. Çevresel titreşim deneyinden elde edilen ve 1 numaralı kanala ait olan sinyal kümesinin üç boyutlu ve anlık görüntüleri

Şekil 2.23’de üç boyutlu ekranın üzerinde kırmızı renkli ve kesikli bir hat görülmektedir. Bu hat, sağ tarafta görülen iki boyutlu ekranın, sinyal kümesi içerisinde hangi konumdan görüntü aldığını kullanıcıya göstermektedir. Ana düğmelerden ileri ve geri tuşlarına basılarak, bu kırmızı hat hareket ettirilir ve aynı zamanda sağ tarafta bulunan iki boyutlu ekranda, hattın bulunduğu konuma ait görüntü yansıtılır. (17) numaralı ileri düğmesine basılarak hattın bir miktar ilerletilmesi ile elde edilmiş olan görüntü Şekil 2.24’de görülmektedir. Bu özellik sayesinde sistem tarafından kayıt altına alınmış olan bütün veriler tek tek incelenebilir.

SignalCAD ana ekranında, zamana bağlı ivme spektrum kümesi içerisindeki anlık zaman kayıtlarını görmenin yanında, iki boyutlu düzlem üzerinde bütün sinyalleri bir arada izdüşüm şeklinde görmek mümkündür. Bunun için ekranın üstünde yer alan ana düğmelerden (19) numaralı düğmeye basılarak, sinyal kümesinin izdüşümü şekil 2.25’de görüldüğü gibi elde edilir.

Şekil 2.24. İvme spektrum kümesi içerisinde görüntü hattının ilerletilmesi ile elde edilen görüntü (1 numaralı kanal için)

Şekil 2.25. İvme spektrum kümesinin üç boyutlu ve zaman ekseni üzerinde izdüşüm görüntüleri (1 numaralı kanal için)

Sinyal kümelerine FFT dönüşümü uygulanarak spektrum kümeleri üretildikten sonra, bu spektrum kümelerine Tekil Değer Ayrıştırması uygulanarak ya da ortalamaları alınarak, kanalları temsil eden spektrumlar üretilmektedir. Bu nedenle, spektrum kümesi içerisinde yer alan bütün spektrum grafikleri sonuca doğrudan doğruya etki etmektedir. Hatalı bir anlık sinyal kaydı ya da sinyal özelliği bozulmuş kayıtların FFT dönüşümü de hatalı olacağından sonuca olumsuz olarak tesir etmektedirler. Bu sebeple sinyaller teker teker kontrol edilerek filtrelemeden geçirilmelidir. Bunun için SignalCAD programı, bütün verileri tarar ve sinyal özelliği olmayan verileri filtreleyerek devre dışı bırakır. Şekil 2.26’da 1 numaralı kanala ait sinyal kümesi içerisinde sinyal özelliği zayıf olduğu için filtrelemeye takılan bir sinyal kaydı görülmektedir. Bu sinyal incelendiğinde, kayıt süresinin belirli bir kısmında düz bir kayıt görünmektedir, bu da FFT dönüşümünde hatalı bir spektrum üretimine sebep olacaktır.

Şekil 2.26. İvme spektrum kümesi içerisinde sinyal özelliğini kısmen kaybetmiş olan bir anlık kayıt

Ana ekranın alt kenarında dört adet menü sistemi yer almaktadır. Bunlardan birincisi, sisteme yüklenmiş olan kanal numaralarını göstermektedir. Üç boyutlu çerçeve için toplam

16 adet tepki ölçüm kanalı olduğundan, burada 16 adet seçenek yer alır. Bunlardan 7 numaralı kanal seçilirse, ana ekrandaki görüntü Şekil 2.27’de görüldüğü gibi olur.

Şekil 2.27. SignalCAD programında seçilen 7 numaralı kanala ait zamana bağlı sinyal kayıtları (Üç boyutlu görüntü yüzey formatında)

Şekil 2.27’de ekrandaki üç boyutlu veri kümesinin görüntüsü yüzey formatında yer almaktadır. Ana ekranın altında yer alan 3. menüde görüldüğü gibi görüntüleme seçeneği yüzey olarak ayarlanmıştır. Burada yüzeyden başka bir diğer görüntü alternatifi çizgi şeklinde görüntülemedir. Bu görüntüleme daha karmaşık görünmekle beraber, gerçek görüntüyü yansıtır. Bunlar sağ taraftaki düzlemde görülen anlık görüntülerin üç boyutlu ekrandaki birebir görüntülerinden oluşmaktadırlar. Şekil 2.27’de görülen 7 numaralı kanalın zamana bağlı sinyal kaydının görüntü seçeneği olarak çizgi seçilir ise Şekil 2.28’deki gibi görüntü elde edilir. Şekilden görülebileceği gibi değişen kayıtlarda farklı renkler kullanılmıştır.

Ana ekranın altında yer alan menü seçeneklerinden ikincisi ekranda gösterilecek olan spektrumun seçilmesi amacıyla konulmuştur. Burada spektrum görüntü seçenekleri olarak, sisteme yüklenen tepki spektrumu, otogüç spektrumu (APS), güç spektral yoğunluğu (PSD) ve spektrogram seçenekleri vardır. Burada detaylı analizden ziyade genel olarak

spektrumlara bir bakış amaçlanmıştır. Dördüncü menüde ise, seçilen spektrumda oluşan sızma hatalarının filtrelenmesi için uygulanacak pencereleme yöntemi seçenekleri yer almaktadır. Ana ekrandaki menülerden, analiz için 1 numaralı kanal (Şekil 2.29-a), hesap spektrumu olarak otogüç spektrumu (Şekil 2.29-b), üç boyutlu görüntü seçeneği olarak çizgi görünümü (Şekil 2.29-c) ve filtreleme yöntemi olarak da Dikdörtgen Pencereleme Yöntemi seçilirse (Şekil 2.29-d), elde edilen görüntü Şekil 2.29’da görüldüğü gibi olur.

Şekil 2.29 incelendiği zaman, bir otogüç spektrumu değil, otogüç spektrumlarından oluşmuş olan bir spektrum kümesinin elde edilmiş olduğu görülmektedir. Çevresel titreşim deneyinde her bir kanal için alınan kayıtlar, pek çok sinyal kaydını içerisine alan sinyal kümeleri olduğundan, sinyal kümesini oluşturan bütün bu sinyal kayıtlarının her birisine ait spektrumlar üretilir ve ilgili kanala ait spektrum kümesi elde edilmiş olur. Üretilen spektrum kümelerinin içerisinde yer alan her bir spektrum, kendisi ile aynı konumda bulunan sinyal kaydının FFT dönüşümünden elde edilmiştir. Sağ taraftaki ekranda, daha önce belirtilmiş olduğu gibi, ekranın solundaki 3 boyutlu eksende yer alan kırmızı hattın bulunduğu konuma karşılık gelen spektrum görüntüsü yer almaktadır. Bu üretilmiş olan otogüç spektrum kümesinin bütün elemanları, söz konusu kanalı temsil edecek olan otogüç spektrumunun üretilmesine katkı yapacaklardır. Bundan dolayı, en başta yapılan filtreleme taraması oldukça önem kazanmaktadır. Çünkü, hatalı ya da sinyal özelliği olmayan bir verinin otogüç spektrumu ya da başka bir spektral fonksiyonu hatalı olacağından, kanalı temsil edecek olan spektrum hesabına olumsuz etkisi olacaktır. 1 numaralı kanala ait otogüç spektrumunun düzlemde izdüşüm görüntüsü alınmak istendiğinde, (19) numaralı düğmeye basılarak Şekil 2.30’da yer alan görüntü elde edilir.

Şekil 2.30’da görülen spektrum kümesi, sadece 1 numaralı tepki kanalına aittir. Daha öncede belirtildiği gibi, bütün kanalların spektrum kümeleri incelenebilir, farklı filtreleme seçenekleri uygulanabilir ve farklı kanallara ait farklı spektrum grafikleri görüntülenebilir. Bu ekran, detaylı analizden ziyade görsel amaçlı olduğundan daha fazla detaya girilmeden, spektral fonksiyonların detaylı analizlerinin yapıldığı kısımlara geçilecektir. Zorlanmış titreşim deney verilerine uygulanan spektral analizlere benzer şekilde, çevresel titreşim sinyal verileri için de ayrı spektral analiz alanları hazırlanmıştır.

Şekil 2.28. SignalCAD programında seçilen 7 numaralı kanala ait zamana bağlı sinyal kayıtları (Üç boyutlu görüntü çizgi formatında)

Şekil 2.29. SignalCAD programında seçilen 1 numaralı kanal için hesaplanan APS spektrum kümesi ve iki boyutlu anlık görüntü

Şekil 2.30. SignalCAD programında seçilen 1 numaralı kanal için hesaplanan APS spektrum kümesi ve iki boyutlu izdüşüm görüntüsü