振動(dòng)分析儀基本上是一臺(tái)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)記錄振動(dòng)的計(jì)算機(jī)。加速度計(jì)內(nèi)部的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成與加速度成比例的電流。該信號(hào)在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和處理，以使用稱(chēng)為 FFT（快速傅里葉變換）的算法顯示其幅度與頻率的關(guān)系。

振動(dòng)分析儀的特點(diǎn)

選擇振動(dòng)分析儀時(shí)，需要關(guān)注以下主要特征：

輸入通道數(shù)

分辨率線

解決

頻率范圍

平衡、ODS（3D 模擬）等附加功能

它可以處理的傳感器類(lèi)型

可移植性

技術(shù)支持和備件

價(jià)格和年度費(fèi)用（如果適用）

1. 驗(yàn)證輸入通道數(shù)

您可以在市場(chǎng)上找到具有不同數(shù)量輸入通道的振動(dòng)分析儀，最常見(jiàn)的是 2 至 4 個(gè)通道。

同時(shí)記錄 2 個(gè)通道通常足以實(shí)現(xiàn)平衡、相位分析、波特圖和 ODS 等功能（這些功能將在另一篇文章中解釋?zhuān)?。相反，使用三軸加速度計(jì)以及 2 個(gè)同步平面平衡需要 4 個(gè)通道。

單通道分析儀不再常見(jiàn)，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法執(zhí)行一些最重要的故障所需的必要技術(shù)，例如未對(duì)準(zhǔn)、伯德和平衡。

2.了解分辨率線和分辨率

分辨率線的數(shù)量定義了有多少點(diǎn)將積分光譜。盡管正確的術(shù)語(yǔ)應(yīng)該是“點(diǎn)”，但仍然使用“線”這個(gè)詞，可能是因?yàn)樗?為音頻 FFT 創(chuàng)建的，用條（或線）繪制。

有時(shí)，分辨率線與光譜分辨率會(huì)被錯(cuò)誤地關(guān)聯(lián)起來(lái)；然而，這并不完全正確。LR 不區(qū)分頻率范圍大或短，因此，在相同的線數(shù)下，頻率范圍越低，分辨率越好，范圍越高。觀察以下示例：

示例1

假設(shè)我們選擇 6400 LR，讓我們看看這兩個(gè)例子：

最大頻率 10,000 Hz：10,000 / 6,400 = 1.56 Hz (93 CPM)

最大頻率 1,000 Hz：1,000 / 6,400 = 0.156 Hz (9.3 CPM)

第二個(gè)示例顯示的分辨率是第一個(gè)示例的 10 倍。

換句話說(shuō)，當(dāng)您需要區(qū)分兩個(gè)彼此接近的頻率時(shí)，您將尋求頻譜的精度。

示例2

想象一下帶有皮帶輪傳動(dòng)裝置的風(fēng)扇，其中皮帶輪的直徑非常相似，因此彼此之間的轉(zhuǎn)速很低。

為了區(qū)分電機(jī)和風(fēng)扇的不平衡，您需要足夠的分辨率才能使兩個(gè)頻率在 FFT 中顯示為獨(dú)立峰值，從而測(cè)量每個(gè)頻率的幅度。如果您的最大分辨率線為 6,400，您將不得不犧牲最大頻率，將范圍設(shè)置為 200 到 400 Hz，從而看不到加速度計(jì)的完整范圍。

總之，分辨率線是選擇最佳振動(dòng)分析儀的一個(gè)非常重要的因素，因?yàn)榉直媛屎皖l率范圍與其密切相關(guān)。因此，能夠計(jì)算數(shù)百萬(wàn)行分辨率的分析儀很少需要犧牲頻率范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)出色的分辨率。

3. 最佳振動(dòng)分析儀的頻率范圍

振動(dòng)分析儀的頻率范圍由兩個(gè)因素決定：分析儀的最高采樣率和加速度計(jì)可以測(cè)量的最大頻率。采樣率是系統(tǒng)在 1 秒內(nèi)可以執(zhí)行的測(cè)量量。因此，該設(shè)備可以看到的最大頻率將是其采樣率的一半。

例如，以 20 kHz 采樣的系統(tǒng)的最大頻率為 10 kHz [i]。這樣想，如果我們有一個(gè) 1 Hz（每秒 1 個(gè)周期）的信號(hào)，為了能夠看到它的波形，也就是說(shuō)，我們必須對(duì)其負(fù)部分和正部分進(jìn)行測(cè)量每個(gè)周期至少2次。

另一方面，加速度計(jì)具有可以精確測(cè)量的最大和最小頻率（通常為 1 Hz 至 10 kHz）。在這些限制之外，靈敏度可能會(huì)逐漸不同，因此不建議在其范圍之外進(jìn)行測(cè)量。

一般來(lái)說(shuō)，分析儀的頻率范圍通常高于傳統(tǒng)加速度計(jì)的頻率范圍，但寬范圍將使我們可以自由地連接更高范圍的傳感器。

[i]事實(shí)上，對(duì)于此計(jì)算，我們應(yīng)該使用奈奎斯特頻率，我們將在另一篇文章中看到這一點(diǎn)。但這意味著真正的除數(shù)是 2.56 而不是 2。

4. 檢查附加功能

你還在嗎？現(xiàn)在好好犒勞一下自己，去買(mǎi)一些餅干或小熊軟糖，因?yàn)樗鼤?huì)變得更好。

最后！我們到了我最喜歡的部分。分析儀的功能可能是一種分析儀與另一種分析儀之間變化最大的部分。我將首先列出每個(gè)分析器具有或至少應(yīng)該具有的最重要的功能，這些是。

快速傅里葉變換

頻譜是分析儀的核心，幾乎所有分析函數(shù)的計(jì)算都需要它。更不用說(shuō) FFT 測(cè)量工具和窗口函數(shù)：矩形、Hann、Hamming、Flat Top。

時(shí)間波形

振動(dòng)分析儀根據(jù)來(lái)自傳感器的信號(hào)繪制此圖表。它并不經(jīng)常使用，但是一些輔助功能（例如循環(huán)時(shí)間波形）對(duì)于檢測(cè)齒輪箱或軸承中的模式很有用。

測(cè)量參數(shù)

加速度、速度、位移和加速度包絡(luò)線（解調(diào)或等效方法，對(duì)于早期軸承故障檢測(cè)很有用）

振動(dòng)數(shù)據(jù)采集器

一個(gè)好的振動(dòng)分析儀還應(yīng)該是一個(gè)振動(dòng)數(shù)據(jù)收集器。至少它應(yīng)該有一個(gè)機(jī)制來(lái)存儲(chǔ)和組織機(jī)器的記錄，以存儲(chǔ)機(jī)器的歷史和趨勢(shì)。這是要考慮的主要因素之一，因?yàn)榭紤]到您每天都會(huì)處理系統(tǒng)的這一部分。擁有直觀且易于使用的數(shù)據(jù)庫(kù)界面對(duì)于避免以后浪費(fèi)時(shí)間至關(guān)重要。

機(jī)械數(shù)據(jù)庫(kù)

將存儲(chǔ)與您的機(jī)器相關(guān)的所有信息以及一段時(shí)間內(nèi)的所有錄音。

信封警報(bào)

該理論告訴我們行業(yè)中某些機(jī)械的理想振動(dòng)水平，但如果您不知道理想值是多少，您會(huì)怎么做？該工具會(huì)讓您知道任何頻率的振動(dòng)增加的時(shí)刻。它會(huì)覆蓋整個(gè)頻譜，并 在任何頻率增長(zhǎng) 超過(guò)您配置的百分比時(shí)發(fā)出警報(bào)。

報(bào)告工具

如果您逐個(gè)信號(hào)、逐個(gè)值地創(chuàng)建報(bào)告，報(bào)告可能會(huì)非常乏味。自動(dòng)報(bào)告可以節(jié)省大量時(shí)間。

動(dòng)態(tài)平衡

動(dòng)平衡是絕大多數(shù)設(shè)備中通常作為可選功能而存在的功能，但是，考慮到不平衡是機(jī)械振動(dòng)的最常見(jiàn)原因之一，立即糾正問(wèn)題不是很好嗎？

相分析

相位分析要求您同時(shí)記錄至少 2 個(gè)通道，以便確定相互比較的運(yùn)動(dòng)方向。為了全面診斷其他一些故障中的不對(duì)中，此功能是必需的。

軸承數(shù)據(jù)庫(kù)

該功能很重要，因?yàn)?軸承振動(dòng)分析可以識(shí)別 與軸承幾何形狀相關(guān)的故障頻率。因此，您擁有完整的軸承數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)獲取制造商信息以執(zhí)行故障計(jì)算。

5. 振動(dòng)分析儀的高級(jí)功能

高級(jí)功能可能存在也可能不存在于許多系統(tǒng)中，或者可能具有與我將提到的不同的名稱(chēng)。

消耗臭氧層物質(zhì)

（操作偏轉(zhuǎn)形狀）在 3D 繪圖中模擬整個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)不太常見(jiàn)的工具，但對(duì)于診斷來(lái)說(shuō)非常有用，最重要的是，它對(duì)于任何人來(lái)說(shuō)都很容易理解，即使是對(duì)振動(dòng)分析知識(shí)很少或沒(méi)有知識(shí)的人。ODS 無(wú)疑也是一個(gè)非常有吸引力的工具，因其描述性強(qiáng)而暢銷(xiāo)。

6. 選擇最佳振動(dòng)分析儀時(shí)的云連接

一些新的振動(dòng)分析儀已經(jīng)提供了一個(gè)基于云的數(shù)據(jù)庫(kù)，可以與您的客戶(hù)共享。與您的客戶(hù)共享您的振動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，不僅可以讓您的生活更輕松，減少報(bào)告數(shù)量，而且還可以讓您的客戶(hù)對(duì)擁有最好的技術(shù)感到滿(mǎn)意。

請(qǐng)看此處的示例： EI 分析振動(dòng)云?

7. 驗(yàn)證哪些傳感器類(lèi)型可以插入您的振動(dòng)分析儀

加速度計(jì)

輸出電壓與振動(dòng)加速度成正比。大多數(shù)這些傳感器都需要電源，因?yàn)樗鼈儼⌒?a href="http://www.makelele.cn/tags/放大器/" target="_blank">放大器和濾波器以消除噪聲。

振動(dòng)分析儀最常使用加速度計(jì)，因?yàn)樗鼈兙哂谐錾念l率和振幅范圍以及產(chǎn)生的低噪聲。作為回報(bào)，它們將加速度轉(zhuǎn)換為速度和位移等其他參數(shù)，這些參數(shù)在振動(dòng)分析中更常用。

測(cè)速儀

其信號(hào)與振動(dòng)速度成正比。它們是電磁傳感器，因此不需要電源。

位移探頭

輸出信號(hào)與振動(dòng)位移成正比。它們通常是非接觸式傳感器，因此非常適合測(cè)量軸的振動(dòng)和偏心度。

您選擇的振動(dòng)分析儀可以連接其他類(lèi)型的傳感器，這很方便。對(duì)于某些機(jī)器來(lái)說(shuō)，加速度計(jì)并不是合適的工具。含油軸承就是上述的一個(gè)例子，因?yàn)橛蜁?huì)抑制振動(dòng)，從而使加速度計(jì)的測(cè)量不太可靠。

8. 考慮便攜性，但不要犧牲功能。

考慮分析儀的便攜性，因?yàn)槟刻於紩?huì)處理這個(gè)問(wèn)題。另一方面，您還必須考慮到功能很少的小型設(shè)備將是一個(gè)很大的限制。

從便攜性來(lái)看，分析儀的一般類(lèi)型有以下幾種：

筆式

人們通常只使用它們來(lái)測(cè)量振動(dòng) RMS，功能通常非常豐富，盡管它們具有很大的優(yōu)勢(shì)，可以放在任何地方，甚至放在口袋里。

手持式

它們的設(shè)備大小與手機(jī)一樣，具有更大的屏幕，可以顯示光譜，并且為路線做好了充分準(zhǔn)備。它們非常便攜且使用舒適。這些振動(dòng)分析儀通常具有較慢的處理器，因此分辨率、內(nèi)存和功能的行數(shù)減少，因此需要基于PC的軟件來(lái)補(bǔ)充功能。

專(zhuān)有的堅(jiān)固設(shè)備

它們的尺寸從手機(jī)大小到平板電腦大小但厚度更大。它們是最常見(jiàn)的，是工業(yè)用途的合理選擇。品牌很多，功能也各不相同。

缺點(diǎn)是它們不是普遍使用的設(shè)備，因此制造它們的成本很高。這使得它們的處理器速度較慢且內(nèi)存較低。這種情況可能會(huì)降低這些系統(tǒng)的功能。

了解這些設(shè)備具有哪種處理器很復(fù)雜，因?yàn)樗苌俪霈F(xiàn)在技術(shù)文件中。我們最好的方法是通過(guò)他們假設(shè)的內(nèi)存量和功能來(lái)評(píng)估。好消息是，大多數(shù)計(jì)算機(jī)都配有 PC 軟件，可以更輕松地分析收集到的數(shù)據(jù)。我們只需要了解該軟件的成本即可。

平板電腦和個(gè)人電腦

由于新型計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大功能和內(nèi)存，它們變得越來(lái)越受歡迎。更新計(jì)算機(jī)在安裝軟件時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何成本，并且每款新型號(hào)的商用平板電腦的便攜性都會(huì)增加。

一個(gè)小缺點(diǎn)是，它們中的大多數(shù)不適合工業(yè)環(huán)境，但是，Windows 和 Android堅(jiān)固型平板電腦的價(jià)格非常實(shí)惠，無(wú)需綁定品牌。

9. 永遠(yuǎn)不要低估技術(shù)支持

在最好的振動(dòng)分析儀中，支撐是一個(gè)非常重要的方面，因?yàn)?，讓我們面?duì)現(xiàn)實(shí)吧。沒(méi)有什么是完美的，我們總是需要復(fù)雜設(shè)備的幫助。因此，您需要以一定的頻率與產(chǎn)品的經(jīng)銷(xiāo)商或制造商聯(lián)系。技術(shù)支持需要考慮的最重要的一點(diǎn)是：

費(fèi)用：支持需要額外費(fèi)用嗎？

速度回答我們的問(wèn)題。

備件的運(yùn)輸時(shí)間。如果您沒(méi)有備份系統(tǒng)，您的設(shè)備將損壞一個(gè)多月，這肯定會(huì)導(dǎo)致您的生產(chǎn)或服務(wù)延遲。

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10. 驗(yàn)證振動(dòng)分析儀的價(jià)格

最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，價(jià)格是要考慮的主要因素之一。了解如何向您收費(fèi)，這對(duì)于計(jì)算我們的收購(gòu)財(cái)務(wù)能力至關(guān)重要。需要考慮的要點(diǎn)：

價(jià)格：確定系統(tǒng)的價(jià)格以及所需的配件、軟件和其他可能的功能。

年金：在某些情況下，您需要考慮每年的許可費(fèi)來(lái)獲得支持。購(gòu)買(mǎi)前請(qǐng)檢查。

備件成本：不要忘記，在某些時(shí)候您將不得不更換電纜、傳感器或整個(gè)模塊，因此我建議您確保在您的能力范圍內(nèi)。

更新成本：大多數(shù)品牌都會(huì)定期更新其設(shè)備，請(qǐng)檢查這些更新的成本。

審核編輯 黃宇