Методы анализа сигналов

Одним из основных методов анализа параметров виброакустических колебаний является спектральный анализ. Под спектром вибрации понимают совокупность соответствующих гармоническим составляющим значений величины, характеризующей вибрацию, в которой указанные значения располагаются в порядке возрастания частот гармонических составляющих. В тоже время под энергетическим спектром понимают спектр колебаний, в котором величинами, характеризующими гармонические составляющие колебаний, являются квадраты амплитуд скорости, характеризующие удельную энергию указанных составляющих. Непрерывный спектр – это спектр колебаний или частот, в котором частоты гармонических составляющих колебаний образуют непрерывное множество. Спектр собственных частот представляет собой совокупность собственных частот линейной системы, расположенных в порядке возрастания. Часто вместо спектрального анализа используют гармонический анализ, под которым подразумевают представление анализируемых колебаний (вибрации) в виде суммы гармонических колебаний. При этом целое число, равное отношению частоты гармоники к частоте анализируемых периодических колебаний, называют номером гармоники. Для диагностирования отдельных неисправностей используют спектральный анализ огибающей виброакустического сигнала, при этом для выделения огибающей, как правило, используют фильтрацию вибрации в высокочастотной области, детектирование и применение фильтра нижних частот.

Физический смысл

Этот метод основан на измерении параметров упругих колебаний, возникающих или возбуждаемых в ОК.

Недостатки

Применение вибродиагностического метода может вызывать отрицательный экономический эффект.

Слабая чувствительность к изменениям сравнительно низкоуровневых частотных составляющих при оценке состояния по общему уровню вибрации

Зависимость ряда диагностических признаков от индивидуальных особенностей агрегатов.

Достоинства

Этот метод контроля оборудования приносит наибольший эффект при непрерывном мониторинге эксплуатируемого оборудования.

При вибромониторинге появляется возможность за наблюдением технического состояния функционирующего оборудования и возможность предсказания момента времени перехода его или любой его части в предельное состояние.

Чувствительность

Вибродиагностический метод работает при возникновении свободных и вынужденных колебаний в объекте контроля, поэтому чувствительность данного метода определяется способностью дефектов проявляться в виде упругих колебаний.

Область применения Объекты контроля, генерирующие виброакустический сигнал (двигатели, насосы, компрессора, трубопроводы и др.)

Датчики

Принцип действия пьезоэлектрических датчиков вибрации основан на генерировании электрического заряда.

Для усиления сигнала с датчика используют усилитель заряда или напряжения. Длина кабеля не влияет на коэффициент преобразования пьезодатчика, включенного на вход усилителя заряда.

Контрольные вопросы

1. Виброакустический неразрушающий контроль;

2. Виброакустический метод;

3. Виброакустическим сигналом называют ….;

4. Виброакустический метод технической диагностики. Физические основы. Достоинства и недостатки;

5. Приведите определение термину "энергетический спектр".

6. Приведите определение термина "номер гармоники":

7. Приведите определение термина "спектр собственных частот":

8. Необходимо ли применение фильтрации в алгоритме вычисления огибающей высокочастотной вибрации? Приведите алгоритм выделения огибающей.

9. Какова основная причина колебания деталей агрегатов?

10. Вследствие чего возникает усталостный износ:

11. Характерно ли на этапе приработки постоянное увеличение уровня вибрации?