淺談振動與聲波（聲發(fā)射）

基于振動與聲波（聲發(fā)射）技術的設備狀態(tài)監(jiān)測分析

相同處：檢測機械波。

不同處：
1.振動:連續(xù)10KHz以下的機械波,結構整體運動狀態(tài)檢測位以位移/速度/加速度為基本數(shù)據(jù)。
2.聲波（聲發(fā)射）檢測瞬態(tài)可高達200KHz的機械波，局部聲源信息檢測以脈沖包絡參數(shù)幅度/持續(xù)時間/振鈴計數(shù)為基本數(shù)據(jù)。

圖1 振動檢測原理 正常軸承小振幅振動。有磨損殘缺軸承大振幅振動，固定在軸套上的傳感器的振幅變大。

圖2 聲波（聲發(fā)射）檢測原理 平板材料內(nèi)裂紋尖端聲源機械波傳播到表面然后沿表面?zhèn)鞑ケ宦暡ǎ暟l(fā)射）傳感器接收到，振動傳感器不能感知。

圖3 振動信號 低采樣速度表達的低頻連續(xù)波形

圖4 聲波（聲發(fā)射）信號 高采樣速度表達的高頻脈沖波形和高頻連續(xù)波形

振動檢測的應用特點：

1.振動監(jiān)測適用穩(wěn)態(tài)信號表征的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，例如轉動機械的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷等。數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不易受環(huán)境機械波干擾，圖1。
2.振動檢測不檢測表面波，傳感器可以不與檢測對象的表面接觸（例如電路板上的MEMS傳感器），傳感器表面可以不用聲耦合劑。
3.低頻信號數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)量小，檢測設備成本低。
4.振動檢測不捕捉瞬態(tài)機械波，不能檢測裂紋開裂等稍縱即逝的狀態(tài)和故障。
5.振動檢測對檢測對象整體進行檢測，對局部狀態(tài)和故障不敏感甚至不能檢測，例如局部微小損傷磨損等不能檢測。

聲波（聲發(fā)射）檢測的應用特點

1.聲波（聲發(fā)射）檢測適用瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)信號表征的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，例如瞬態(tài)信號的裂紋開裂和穩(wěn)態(tài)信號的轉動機械的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷等。瞬態(tài)信號檢測時易受環(huán)境機械波干擾例如雨滴小顆粒碰撞等。穩(wěn)態(tài)信號檢測時數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不易受環(huán)境機械波干擾。
2.聲波（聲發(fā)射）檢測檢測表面波，傳感器必須與檢測對象的表面接觸。
3.高頻信號數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)量大，檢測設備成本高。
4.聲波（聲發(fā)射）檢測捕捉瞬態(tài)機械波，能檢測裂紋開裂等稍縱即逝的狀態(tài)和故障。
5.聲波（聲發(fā)射）檢測局部聲源信號，對局部狀態(tài)和故障敏感，可以高靈敏度的檢測局部損傷例如微小磨損開裂等，可以更早測得早期的故障狀態(tài)。

審核編輯 黃宇