이 문서들에 나오는 말을 순서대로 풀어 씁니다. 진동 분석이 처음이어도 이 페이지만 읽으면 나머지 문서를 따라갈 수 있습니다.

기본

진동 센서와 RMS

설비에 붙인 센서는 떨림을 1초에 수천~수만 번 잽니다. 그 많은 숫자를 하나로 요약한 값이 RMS(실효값)입니다. 평균을 쓰면 위아래 떨림이 서로 상쇄되어 0에 가까워지므로, 제곱해서 평균 낸 뒤 제곱근을 취합니다. “지금 이 설비가 얼마나 떨고 있나"를 한 숫자로 말한 것이라고 보면 됩니다.

회전주파수와 1×

축이 1초에 몇 바퀴 도는지가 회전주파수입니다. 1800 RPM이면 분당 1800바퀴, 즉 초당 30바퀴이므로 30 Hz입니다.

진동 분석에서는 이 값을 기준으로 삼아 1×(회전주파수와 같은 성분), 2×(두 배) 하는 식으로 부릅니다. 설비마다 회전수가 다르니, 절대 주파수(Hz)보다 “회전수의 몇 배인가"로 말해야 서로 비교가 됩니다.

그래서 앱이 회전수 입력을 요구합니다. 회전수를 모르면 1×가 어디인지 모르고, 1×를 모르면 대부분의 판정 기준이 성립하지 않습니다.

스펙트럼

시간에 따라 오르내리는 떨림을 주파수별 세기로 바꿔 그린 그래프입니다. “어느 주파수에서 얼마나 떨고 있나"가 보입니다.

같은 크기로 떨더라도 30 Hz에서 떠는 것과 150 Hz에서 떠는 것은 원인이 다릅니다. 그 차이를 보려고 스펙트럼을 씁니다.

하모닉(배수 성분)

1×의 정수배 — 2×, 3×, 4×… — 가 나란히 서는 모양입니다. 기계적 풀림처럼 한 바퀴에 여러 번 부딪히는 고장이 이런 열을 만듭니다.

베어링

결함 주파수 (BPFO · BPFI · BSF · FTF)

베어링이 상하면 손상된 자리를 지날 때마다 충격이 납니다. 그 충격이 1초에 몇 번인지는 베어링의 모양(볼 개수·지름·피치)과 회전수로 계산할 수 있습니다. 어디가 상했느냐에 따라 값이 달라지므로, 거꾸로 어느 주파수에서 충격이 나는지를 보면 어디가 상했는지 알 수 있습니다.

그래서 앱이 베어링 품번을 묻습니다. 품번을 알면 이 네 값을 계산해 “그 자리에 충격이 있는가"를 대조할 수 있고, 모르면 대조할 격자 자체가 없습니다.

포락선(엔벨로프) 복조

베어링 충격은 작고 빠릅니다. 축이 도는 큰 떨림에 묻혀 스펙트럼에서 잘 안 보입니다.

포락선 복조는 신호의 바깥 윤곽선만 따로 뽑아내는 처리입니다. 빠른 떨림 자체는 버리고 “얼마나 자주 때리는가"만 남깁니다. 그러면 묻혀 있던 충격 주기가 드러나, 위의 결함 주파수와 대조할 수 있게 됩니다.

비유하자면, 멀리서 나는 규칙적인 망치 소리를 듣기 위해 소리의 높낮이가 아니라 박자만 세는 것입니다.

등급을 정하는 결함 패턴과 상세분석의 포락선은 포락선을 뽑기 전에 1~5 kHz 대역만 남겨 씁니다. 충격이 하우징의 고주파 공진을 울리는 대역이기 때문입니다. (대역 추출이 쌓는 포락선 추이는 마운팅 상한·샘플링 한계 아래의 가장 높은 옥타브를 씁니다.)

커토그램 (대역별 충격성)

여러 주파수 구간을 훑어 충격성이 가장 두드러지는 구간을 보여 주는 도구입니다. 상세분석의 대역별 충격성 차트가 이것입니다.

이 앱에서는 참고로만 보여 줍니다. 자동으로 고른 구간이 결함이 아닌 신호(필터 잡음·전기 성분)에 붙잡히는 일이 많아, 판정용 포락선은 커토그램이 고른 구간이 아니라 1~5 kHz 고정 대역에서 뽑습니다.

측대역

결함 주파수 양옆에 일정한 간격으로 서는 작은 봉우리들입니다. 손상 부위가 회전과 함께 하중을 받았다 놓았다 하면 생깁니다.

측대역이 보이면 단순한 잡음이 아니라 실제로 회전과 연동된 충격이라는 근거가 됩니다.

피치 지름 · 종동축

• 피치 지름 — 베어링에서는 볼 중심을 잇는 원의 지름, 벨트 풀리에서는 벨트가 감기는 위치의 지름입니다. 풀리 피치 지름은 바깥지름보다 조금 작으며 풀리 각인·카탈로그에 적혀 있습니다.
• 종동축(종동측) — 벨트로 이어진 설비에서 모터가 아닌 반대쪽(팬·펌프 등) 축입니다. 센서가 이쪽 베어링에 붙어 있으면 설정에서 센서 위치를 종동측으로 골라야 결함 주파수가 그 축의 회전수로 계산됩니다.

신호의 성질

첨도(Kurtosis)

떨림이 얼마나 뾰족한가를 재는 값입니다. 잔잔하게 흔들리는 신호는 낮고, 가끔 크게 때리는 신호는 높습니다. 베어링 초기 결함은 “평소엔 조용한데 가끔 때리는” 모양이라 첨도가 먼저 올라갑니다.

Crest factor

가장 큰 순간값을 RMS로 나눈 값입니다. 첨도와 비슷하게 충격성을 봅니다.

다만 이 둘은 센서 두드림·케이블 접촉 불량 같은 계측 사고에서도 치솟습니다. 그래서 앱은 이 값이 극단적으로 크면 결함이 아니라 계측 이상을 먼저 의심합니다.

계측 이상

클리핑(포화)·플랫라인(값이 거의 안 변함)·DC 드리프트(평균이 흔들림)·단발 스파이크처럼 측정 자체를 믿기 어려운 상태입니다. 이때 상세분석은 “신호 이상 — 센서 점검 필요” 경고와 함께 진단 보류가 됩니다. 감시에서는 클리핑·플랫라인·DC 드리프트·표본 부족일 때 그 설비의 등급 판정이 멈추고(카드: 판정 보류 · 계측 이상), 단발 스파이크와 극단 첨도는 판정을 멈추지 않고 근거로만 남깁니다.

평균이 크지만 일정한 센서(MEMS 가속도계 중력축 등)는 계측 이상이 아닙니다 — 회색 “DC 성분” 안내만 붙습니다.

판정에 쓰는 말

결함 패턴 · 격자 점수 · 채택선

결함 패턴은 포락선 스펙트럼에서 베어링 결함 주파수 자리(와 그 배음)에 에너지가 서 있는지 보는 판정입니다. 결함 주파수 자리들을 묶어 격자라고 부르고, 그 자리의 에너지가 주변 잡음보다 몇 배인지를 격자 점수로 냅니다. 격자 점수가 채택선(감시 3.0, 상세분석 4.0)을 넘으면 결함 패턴이 “켜졌다"고 보고, 이것이 등급을 켭니다.

ISO 10816 존

국제 표준이 정한 진동 세기의 절대 기준입니다. 설비 종류(Class)와 RMS 값에 따라 네 구간으로 나눕니다.

“얼마나 크게 떠는가"만 봅니다 — 왜 떠는지는 말해 주지 않습니다. 그래서 이 패키지는 ISO 존을 따로 표시하되, 등급은 결함 패턴이 켜질 때만 올리고 ISO 존으로 그 높이를 정합니다.

회차 · 관찰

회차는 결함 패턴을 한 번 재는 단위입니다(추출 주기, 기본 10분). 등급은 같은 판정이 두 회차 연속이라야 확정되어 알람이 나갑니다. 처음 벗어난 한 회차는 관찰 이벤트로 기록만 되고 알림은 가지 않습니다.

판정 보류 · 판정 못 함

판정 보류는 지금 그 설비에 등급을 매기지 않는 상태입니다. 카드의 등급 자리에 표시되며, 사유는 정지 · 신호 두절 · 계측 이상 · 결함 패턴 측정 실패 · 판정 못 함 등입니다.

판정 못 함은 RPM이나 베어링 형상이 없어 결함 패턴을 아예 계산할 수 없는 상태입니다. “정상"이 아니라 “모름"입니다. 저널(sleeve) 베어링도 여기에 해당합니다.

베이스라인 (평소 대비)

같은 설비의 평소 값을 학습해 두고 거기서 얼마나 벗어났는지 보는 방식입니다. 절대 기준(ISO)은 “이 정도면 큰 편"을 말하고, 베이스라인은 “이 설비치고는 이상하다“를 말합니다.

느리게 나빠지는 변화를 절대 기준을 넘기 전에 먼저 보여 줍니다. 이 앱에서는 등급·알림을 만들지 않고 근거로만 표시합니다. 대신 평소를 알려면 시간이 필요합니다 — 일회성 분석에는 쓸 수 없습니다.

대역 에너지

스펙트럼을 몇 개 구간으로 나눠 구간별 세기를 따로 추적하는 방식입니다. 전체 RMS 하나만 보면 어느 구간이 커졌는지 알 수 없는데, 대역으로 나누면 “고주파만 올라왔다” 같은 변화가 보입니다. 이 앱에서는 베이스라인처럼 근거로만 씁니다.

측정 불가

앱이 점수를 0으로 주지 않고 비워 두는 상태입니다. 베어링 품번이 없어 결함 주파수를 대조할 수 없거나, 회전수가 없어 1× 기준을 세울 수 없을 때가 그렇습니다.

“볼 수 없는 것"과 “가능성이 낮은 것"은 다릅니다. 0점으로 채우면 정보가 없는데도 안전해 보이므로, 앱은 비워 두고 무엇을 채워야 하는지 알려 줍니다.

판정 지문

리포트마다 남는 짧은 문자열로, 판정 엔진의 규칙과 고정 상수에서 계산됩니다. 두 리포트의 지문이 같으면 같은 엔진으로 판정한 것이고, 다르면 그 사이 패키지(판정 엔진)가 바뀐 것입니다. 사용자가 바꾼 임계값은 지문이 아니라 리포트의 Thresholds 칸으로 비교합니다.

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