利用Origin制作时域图及频域图

释放双眼,带上耳机,听听看~!

昨天的文章讲了如何通过监测压力脉动得到压力数据并转换为压力系数Cp值,今天继续讲Cp值转化为直观的时域图频域图

离心泵压力脉动数据处理

文中用到的演示数据,可在文末下载Excel表格及Origin源文件!

案例以离心泵叶轮中某一监测点为例,展示脉动的基本情况及作图方法,并不涉及分析内容!(关于更深刻的频谱分析学习,建议看书)

一、时域图

时域图具体指什么?时域是指对系统中某个参数随时间变化的记录,针对压力脉动时域,就是压力(或压力系数)随时间的变化函数F(t),根据咱们监测的压力系数Cp和旋转时间t就能作出来,以时间t为X轴,Cp为Y轴即可,得到的数据如下:(瞬态计算中,计算得到前几圈的流动是不稳定的,所以在做时域图和频域图的时候要去掉这些数据

根据U2和平均压力得到Cp值,时间是监测时自动输出的,不用考虑,打开Origin2021,新建一个空的模板,将时间值复制到A(X)列,Cp值复制到B(Y)列,注意是从1,2,3…这里开始粘贴,上方是用来定义轴的名称及单位的,如下图所示:

数据输入完成后选中这两列,然后点击“绘图”菜单下的“基础2D图”中的“样条图”选项

得到如下结果

经过简单的调整后,效果如下

可以看出压力脉动波形稳定,具有明显的周期性,当然多组数据放在一起比较才有意义!

如果要修改曲线的显示样式,双击曲线即可唤出窗口,可以修改颜色、线条粗细、字体等等

二、频域图

信号幅度随频率变化的关系,通常称之为频域!输入信号中的每个正弦波在频域中都显示为一条垂线,其高度代表振幅,位置代表频率,所以由此可以知道频域图中,有2个轴分别代表了频率和振幅,那么频率和振幅又是如何通过压力系数Cp得到的呢?伟大的傅里叶变换FFT。曾几何时傅里叶证明了任何波形都可以通过多个正弦波的叠加来产生,反过来也可以理解成真实的信号也可以拆解成多个正弦波的组合。通过频域分析,可以明显观察到幅值的变化情况!

还是以前面得到的Cp值为数据,这里不需要时间了,只需要Cp值!在Origin中新建工作表并将Cp值复制进去,然后打开“分析”菜单下的“信号处理”中的“FFT”变换,点击确定

即可将Cp值转换为含有频率、幅度、振幅、相位等在内的一系列参数,这些名词都是信号处理以及电磁波中常用的专用名词!

好了,要得到频域图,我们只需要频率和幅值这2列数据即可,只需要将这两列单独复制出来放在新建的工作表中即可,注意X轴是频率,Y轴是振幅

然后将新建的工作表数据选中,然后右键点击绘图Y偏移瀑布图Y数据颜色映射的瀑布图

丑是丑了点,勉强能看,对比下大佬做的频域图,就知道差距在哪了哈哈。

如果想做出上述图2中多组的效果,只需要把不同监测点的数据都得到后放在一个工作表中就可以了!

三、源文件下载

这里提供下监测点数据及Origin源文件供各位参考!

下滑下载!

四、致谢

感谢在我学习过程中指导过我的小哥们,谢谢!


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