设备故障诊断的常用方法

第三节  设备故障诊断的常用方法
一、振动测量法
（一）振动的分类。  
振动分为确定性振动和随机振动，确定性振动又分为周期振动和非周期振动，周期振动又进一步分为简谐周期振动和复杂周期振动，非周期振动也进一步分为准周期振动和瞬态振动。如图9-2所示。
（二）振动的基本参数。
振动的基本参数包括振幅、频率和相位。振动完全可以通过这三个参数加以描述。如图9-3所示。
（三）常用的测振传感器
    压电加速度传感器、磁电速度传感器、涡流位移传感器的结构、特点及应用
    振动加速度信号通常采用压电加速度传感器(压电加速度计)提取。压电加速度计是基于压电晶体的压电效应工作的，有多种结构形式，如正置压缩型、倒置压缩型、环剪切型、三角形剪切型等。不管是哪一种结构的加速度计，均包括压紧弹簧、质量块、压电晶片和基座等部分。振动加速度计属于能量转换型传感器。可测频率范围宽(0.1Hz~20kHz)，灵敏度高而且稳定，有比较理想的线性。这种传感器体积小，重量轻，可以安装在任何方位，而且无移动元件，不易造成磨损。值得注意的是，压电式加速度计使用的上限频率随其固定方式而变。
    振动速度信号通常采用磁电速度传感器提取。磁电速度传感器是基于电磁感应原理工作的。这种传感器也是能量转换型传感器，工作时不需要电源，输出信号可以不经过变换放大即可远距离传送，使用方便。但这种传感器中存在着机械运动部件，它与被测系统同频率振动，由于其疲劳极限使传感器寿命比较短。因此，在长期连续测量中应该考虑传感器的寿命。
    惯性磁电速度传感器当其随被测系统振动时，传感器线圈与磁场之间产生相对运动，切割磁力线．而产生感应电动势，从而输出与振动速度成正比的电压。振动位移信号通常采用电涡流位移传感器提取。它基于金属体在交变磁场中的电涡流效应工作。是一种非接触式的相对测振传感器，能方便地测量运动部件与静止部件间的间隙变化，它将传感器顶端与。被测对象表面之间间隙的变化转换成与之成正比的电信号。电涡流位移传感器属于能量控制型传感器，它必须借助于电源才能将振动位移转换为电信号。这种传感器具有线性范围宽、灵敏度高、频率范围宽、抗干扰能力强、不受油污等介质影响以及非接触测量等特点。不仅能无接触地测量各种振动、轴向位移，还能测量转数。
（四）数字式频谱分析仪的组成，频谱分析的作用
数字式频谱分析仪一般由前置放大器、抗混淆滤波器、A／D转换器、高速数据处理器及外围设备等组成。如图9-7所示。
需要进一步查明异常振动的原因和位置，就要对振动信号进行频谱分析。通过频谱分析常能将时域信号变换为频域信号，将工程信号分解为各个频率分量，获得信号的频率结构和组成信号各个谐波的振幅、相位信息。