《振动测量》课件

《振动测量》课程目标本课程旨在帮助学生掌握振动测量的基本原理、方法和应用，培养学生独立解决工程实际问题的能力课程内容包括振动信号的采集、处理和分析，以及振动测试和故障诊断等振动测量的基本概念振动定义振动类型振动参数振动测量振动是指物体围绕其平衡位振动可分为周期性振动和非描述振动特性的参数包括振振动测量是通过仪器设备来置的周期性运动，表现为物周期性振动，周期性振动可幅、频率、周期、相位等，采集和分析振动信号，以了体位移、速度和加速度的变进一步细分为简谐振动、阻这些参数可以用来分析和诊解机械设备的运行状态，并化尼振动和受迫振动等断机械设备的运行状态进行故障诊断和预测维护振动信号的特性分析振动信号通常是复杂的非平稳信号，需要进行特性分析才能更好地理解和解释特征分析包括时间域分析、频域分析和功率谱密度分析等测量系统的组成传感器信号调理电路数据采集系统数据分析软件将振动信号转换为电信号，对传感器输出信号进行放大采集并记录振动信号，并进对采集到的数据进行分析，并将信号传递给数据采集系、滤波、转换等处理，使其行初步分析和处理提取振动信号的特征，判断统适应数据采集系统的要求设备运行状态传感器的选择与安装传感器类型选择合适的传感器类型以满足特定应用需求考虑测量范围、精度、频率响应等因素安装位置传感器安装位置至关重要，应选择振动信号最显著的位置，避免干扰因素安装方法传感器安装方法应牢固可靠，避免松动或脱落，并使用适当的工具和材料进行安装校准验证安装完成后，应进行校准验证，确保传感器正常工作，并与参考标准进行比较信号调理电路放大信号滤除噪声12传感器输出的信号通常很弱振动信号中常常混杂着各种，需要放大才能被数据采集噪声，需要通过滤波器进行系统识别处理转换信号隔离干扰34传感器输出的信号可能不是信号调理电路可以有效地隔数字信号，需要进行模数转离外界干扰，保证测量信号换才能被计算机处理的准确性数据采集系统数据采集卡传感器连接器数据采集卡是一种将模拟信号转传感器连接器是连接传感器和数换为数字信号的电子设备，并将据采集卡的接口，确保数据采集其传输到计算机系统例如，NI-卡的信号接收和数据传输USB-6211数据采集卡支持模拟输入/输出、数字输入/输出、计数器/定时器等功能数据采集软件数据存储和处理数据采集软件用于配置采集参数数据采集系统将采集到的数据存，例如采样率、分辨率、通道数储在计算机中，并进行进一步的、触发模式等，并控制数据采集分析和处理卡采集数据时域分析方法波形观察1观察振动信号波形，识别瞬态冲击、周期性振动等特征，判断设备运行状态幅值统计2计算振动信号的峰值、均值、方差等统计量，分析振动幅值变化规律，识别故障趋势特征参数提取3提取振动信号的特征参数，如振动峰值、振动频率、振动能量等，用于故障诊断和状态评估频域分析方法傅里叶变换1将时域信号转换为频域信号频谱分析2识别信号频率成分功率谱分析3分析信号能量分布相位谱分析4分析信号相位变化频域分析方法将时域信号转换为频域信号，通过分析频率成分、能量分布和相位变化，识别振动信号特征，进而诊断设备故障功率谱密度分析功率谱密度分析是一种常用的振动信号分析方法它可以将信号分解成不同频率成分，并量化每个频率成分的能量分析方法优势劣势频谱分析直观地显示信号的难以确定每个频率频率成分成分的能量功率谱密度分析量化每个频率成分分析过程比较复杂的能量机械故障诊断基础早期诊断故障识别预测性维护早期诊断有助于预防严重故障，提高设识别故障类型，例如磨损、裂纹、疲劳利用数据分析预测潜在问题，避免突发备可用性等，以便采取适当措施故障，优化设备运行状态轴承故障诊断振动信号分析轴承故障会产生独特的振动模式，通过分析振动信号可以识别故障类型频谱分析频谱分析可以识别轴承故障产生的特征频率，例如滚珠或滚柱与滚道之间的摩擦频率时域分析时域分析可以观察轴承振动信号的幅值、频率和相位变化，从而识别故障特征齿轮故障诊断齿轮故障类型诊断方法齿轮常见的故障类型包括齿面磨损、齿根疲劳、齿轮断裂、齿振动信号分析、声发射分析、油液分析等方法可以有效地识别轮轴承故障等齿轮故障•齿面磨损•振动信号分析•齿根疲劳•声发射分析•齿轮断裂•油液分析•齿轮轴承故障电机故障诊断常见电机故障轴承故障绕组故障转子故障电机故障通常会导致异常振轴承故障会导致振动频率变绕组故障会导致电流异常，转子故障会导致电机振动频动、噪音和温度升高，严重化，出现周期性冲击，并伴电机温度升高，甚至出现断率变化，出现不平衡现象，影响设备运行效率随异响路或短路故障甚至导致电机无法正常运行泵风机故障诊断/性能下降轴承故障流量、扬程、效率降低，噪音增加，轴承磨损、损坏会导致振动和噪音增振动加剧，这些都是泵/风机故障的常加，甚至可能导致轴承失效，影响设见表现备正常运行叶轮故障密封故障叶轮损坏、脱落、变形会导致流量、密封失效会导致泄漏，影响设备效率扬程下降，噪音增加，甚至可能造成，甚至可能造成环境污染，因此需要设备损坏及时维修更换密封压缩机故障诊断压缩机故障类型诊断方法压缩机故障类型很多，例如常用的压缩机故障诊断方法包轴承故障、叶轮故障、阀门故括振动分析、温度监测、压力障、油液故障、密封故障、过监测、油液分析、声学监测、热故障等等流量监测等等数据分析通过对监测数据进行分析，可以识别出压缩机可能出现的故障，并进行及时处理激振力分析频率分析幅值分析方向分析分析激振力的频率谱，确定其主要频率确定激振力的幅值大小，并与设备的共确定激振力的作用方向，判断其对设备成分振频率进行比较的影响振动隔离设计减振器减振器通过吸收或耗散振动能量，降低振动幅度弹簧弹簧提供弹性支撑，改变振动频率，避免共振隔离材料隔离材料如橡胶或软木，降低振动传递效率振动监测系统实时数据采集数据分析报警和报告振动传感器收集设备振动信号，并将系统根据预设阈值和算法，对数据进当检测到异常振动时，系统会发出警其传输到监测系统行分析，识别潜在的故障报，并生成相应的分析报告在线监测系统架构在线监测系统架构是整个系统的核心架构设计直接影响着系统的性能、可靠性和可扩展性数据采集层1实时采集振动、温度、压力等数据数据传输层2将数据传输到中央处理平台数据处理层3对数据进行清洗、分析和处理数据存储层4存储原始数据和分析结果应用层5提供数据可视化、报警和诊断功能在线监测系统实施系统部署1传感器安装和布线数据采集系统配置人员培训2系统操作和维护数据分析和故障诊断系统调试3验证数据准确性和完整性确保系统稳定运行系统验收4满足客户需求和功能要求确保系统正常运行在线监测系统实施需要仔细规划和执行，涉及系统部署、人员培训、系统调试和验收等多个环节振动信号采集规范传感器位置传感器类型传感器应安装在能够准确反映设备振动状态的位置，例如轴承传感器类型应根据设备类型和测量目的选择，例如加速度传感座、齿轮箱、电机机壳等器、速度传感器、位移传感器等安装位置需要考虑振动方向，通常垂直于设备运行方向传感器应具有合适的测量范围和精度，满足测量需求振动信号后处理方法

1.数据滤波

2.信号降噪12去除噪声和干扰信号，提高使用各种降噪算法，例如小信号质量波降噪，自适应滤波等

3.信号增强

4.信号特征提取34放大有用信号，降低噪声的提取振动信号的特征，例如影响峰值，频率，幅值等振动监测数据分析振动监测数据分析是诊断设备健康状况的关键步骤，它可以帮助我们识别潜在故障，并预测设备未来的性能趋势数据分析方法包括时域分析、频域分析、功率谱密度分析、以及其他高级分析方法，例如趋势分析、降噪处理等580%步骤准确率从数据采集到最终分析，通常需要经过5个关键步骤，包括结合先进的分析方法，我们可以达到超过80%的故障预测准数据预处理、数据清洗、特征提取、模型训练、以及最终的确率，帮助企业提前进行维护，避免意外停机事故预测分析10100指标案例我们根据实际需求选择不同的指标，例如振动幅值、频率、通过对大量历史数据的分析，我们可以构建模型预测未来的相位、以及其他参数，来评价设备的健康状况性能，并针对不同设备制定有效的维护策略振动监测数据管理数据存储数据分析数据报告创建数据仓库，存储历史数据利用分析工具挖掘趋势和模式生成可视化报告，进行结果展示案例分享电厂设备诊断电厂设备诊断是振动监测应用的重要领域之一利用振动监测技术，可以对电厂设备进行早期故障诊断，预防重大设备事故的发生案例分享主要介绍了某电厂锅炉风机轴承故障诊断的案例通过振动监测技术，成功地识别了风机轴承的早期磨损，避免了设备故障的发生振动监测技术在电厂设备诊断中发挥着重要作用，可以提高设备运行效率，延长设备使用寿命，保障电厂安全运行案例分享化工厂设备监测化工厂设备监测可以有效预防设备故障，降低生产成本，提高生产效率该案例介绍了某大型化工厂的设备监测系统，该系统可以实时监测设备运行状态，并对异常情况进行预警系统采用在线监测技术，利用传感器采集振动、温度、压力等数据，并进行分析处理，及时发现设备潜在问题，确保设备安全可靠运行，避免事故发生案例分享制造业设备维护本案例以某大型汽车制造厂为例，介绍振动监测技术在设备维护中的应用通过对生产线关键设备的实时振动监测，提前发现潜在故障，降低设备故障率，提高生产效率，减少维修成本本课程总结本课程涵盖振动测量的理论基础、测量技术、故障诊断方法以及监测应用通过本课程学习，学生将掌握振动测量和分析的基本技能，并能将其应用于实际工程问题环节QA欢迎大家积极提问，我们将尽力解答大家关于振动测量、故障诊断、监测系统等方面的问题本次讲座旨在帮助大家更好地理解振动测量的理论和实践应用，并分享一些实际案例，希望能够激发大家对振动分析技术的兴趣和探索如果您还有任何疑问或建议，请随时联系我们。