振动测试怎么做?
振动测量
振动测量 vibration measurement
在现场或实验室对振动系统的实物或模型进行响应测量、动态特性参数测定以及载荷识别。其中响应测量包括位移、速度、加速度、应变、应力等;动态特性参数测定包括各阶模态频率、模态阻尼、系统频率响应或脉冲响应等;载荷识别或振动环境描述包括脉冲载荷或随机载荷、湍流谱、道路谱、海浪谱、地震谱等。
振动测量得到的大量原始数据必须经过各种处理,才能作为工程设计的计算依据。测试的原始记录是物理量的时间历程,通过直观分析可将数据分为瞬态的、周期的、随机的3种,然后在时域、频域和幅域中进行统计分析、相关分析和谱分析等,从而得到表征响应特征的各种信息。 振动测量是从航空航天部门发展起来的,在动力机械、交通运输、建筑等工业部门及环境保护、劳动保护等方面也显示出其重要作用。
振动测量的设备包括:
①激振设备。分为激振器和振动台两类,目前已采用带振动控制仪的激振设备 ,它可按要求的波形或谱形激振。
② 测振设备。有测力、测运动和测阻抗等3种传感器。
③分析设备。为滤波器,可以起抗干扰、去噪声、提取有用信号等作用。
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在工程设计中,有时只需知道低阶(如一、二阶)固有频率、振型以及阻尼系数,可用简易方法测定这些参量:
①固有频率测定 用敲击或突然卸载使系统产生自由振动,记录其衰减波形并与仪器中的时标信号比较,或将信号发生器产生的固定频率正弦波和衰减波形输入射线示波器,由示波器显示的利萨如图形求得一、二阶固有频率。如果有激振器或振动台,则可对系统进行步进频率激振或低速扫频激振以寻找共振频率,在小阻尼时共振频率近似等于固有频率。
②振型测定 手持木质或铝质探针接触被测系统各点,由撞击声音(或凭手感)测定所有不振动点的位置,即节线位置。对水平放置的平板型系统,可在平板上撒上砂粒,振动时砂粒将聚集到节线上,由节线分布情况即可大致判断振型。
③阻尼测定 可采用衰减振动法、共振法和相位法。衰减振动法是用记录仪记录自由振动的衰减波形,由相邻同向的两次或数次的振幅的衰减率算出阻尼值;共振法是由共振时振幅和共振区频率带宽算出阻尼值;相位法是由共振区相位随频率变化关系算出阻尼值。
(一)比较法
比较法测量振动频率就是用同类的已知量频率与被测的未知量频率进行比较,从而确定被测频率的大小。常用的方法有以下几种:
1、李萨育图形法
李萨育图形法测量振动频率的原理是把已知频率的电信号和被测振动通过机电转换装置(测振传感器)转换的未知频率的电信号输出,经过放大器输入到示波器的z轴,示波器的y轴接信号发生器的已知频率信号,这时在示波器荧光屏上就会出现一个图形,这就是李萨育图形。如果被测振动频率与信号发生器的频率不相同时,图形就会变化不定。如果调整信号发生器的频率使其与被测振动频率成整数倍时,示波器上就会出现稳定的图形,然后再根据图形的形状来确定未知振动的频率值。
用李萨育图形法测频率,其测量精度取决于信号发生器频率指示精度以及图形稳定性程度。因此,用这种方法测量振动频率要求示波器和振荡器的工作频率范围要大于被测振动频率范围,在测量中要注意把图形调稳定后再读数。
2、录波比较法
录波比较法是通过传感器将被测机械振动转换成电信号,经过适当的放大后接到记录仪器上,在刻有标准时标和幅度大小的记录纸上,把振动的波形记录下来,然后以一定时标内记录的波形数来确定振动频率。这种方法在工程测量中较为常见。
3、闪光测频法
闪光测频法是用闪光仪来测量频率。闪光仪主要由一个频率可调的电脉冲发生器和一闪光灯组成。脉冲电流使灯泡按已知频率闪光来照亮振动物体,如果闪光频率正好和物体的振动频率一样时,当物体每次被照亮,振动物体正好振动到同一位置,看起来就好像物体不振动了,这时从闪光仪上读出的闪光频率就是振动物体的振动频率。
(二)直接读数法
用直接读数法测定物体振动频率一般有两种方法:一种是用指针式的频率表;另一种是用数字式的频率计。这两种方法的共同特点是把被测的机械信号转换为电信号,然后再经过放大指示出来。随着晶体管和集成电路器件的不断发展,目前多数采用数字式频率计来测量频率。这种方法具有测量精度高、稳定性能好等优点。在使用数字频率计测量频率时应注意阻抗匹配,应保证传感器的输出信号一定要大于数字式频率计的触发信号。如果传感器的输出信号太小,则应在传感器与频率计之间加一放大器,信号通过放大器放大后再送入数字式频率计,否则频率计就不能正常工作,即使有指示也不准确。除此之外,还要注意当振动波形失真太大时,要滤波后再调频。
在机械设备中,每一个运动着的零部件都有其特定的固有频率和振动频率,我们可以通过分析设备的频率特征来判断设备的工作状态。若不了解设备的结构和运动零部件的振动频率,就不能确切地判断设备的故障。因此,设备振动频率的计算和特征频率的检测,是故障诊断工作的重要环节。
《能源与动力工程测试技术》以目前能源与动力工程领域内常用的测试技术为讲解对象,其内容涵盖误差分析、测试仪器基本理论、传感器、流速测量、压力测量、流量测量、振动噪声测量、叶片泵的能量性能试验等。本课程侧重对常用测量仪器的原理及使用过程的了解。通过学习本课程,学生将了解本领域内常用的电容式和电阻式传感器、流速、压力等关键参数的测量仪器与测量方法,并掌握包括试验台构成、试验要求、试验过程、数据处理系统等环节的叶片泵能量性能试验过程。
本课程面向能源与动力工程专业本科三年级学生,要求先修课程:机械原理、电工电子学、理论力学和材料力学。
能源动力类分为4个专业方向:热能工程、热力发动机、流体机械及工程、空调与制冷
热能与动力工程专业,①热能工程专业方向:热能工程是研究热能的释放、转换、传递以及合理利用的学科,它广泛应用于能源、动力、空间技术、化工、冶金、建筑、环境保护等各个领域。培养从事热能工程及工程热物理方面的研究、设计、运行管理、产品开发的高级工程技术人员。
②热力发动机专业方向:热力发动机主要研究高速旋转动力装置,包括蒸汽轮机、燃气轮机、涡喷与涡扇发动机、压缩机及风机等的设计、制造、运行、故障监测与诊断以及自动控制。为航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、铁路及轻工等部门培养高级工程技术人才。该专业毕业生主要去向包括:发电设备研制、设计及生产部门,大型电站,航空、航天发动机研究、生产部门,船舶发动机研究、生产部门,以及万化系统动力设备研制、生产、运行部门等。
③流体机械及流体动力工程专业方向:主要研究流体机械及其工作系统自动化,流体循环系统节能等,在水电水利、机械制造、交通运输、石油化工、工程机械、食品纺织、航天航空、舰船武备乃至市政设施、工民建筑等部门都有广泛的应用。该专业方向包括流体机械及各类流体动力系统的设计、运行及其自动化管理、控制理论及工程应用等,培养从事叶片泵、水轮机、风机、液力、流体传动及控制、湍流控制、微尺度通道流动、粘弹性非牛顿流体力学等方面的研究、设计、制造、运行及产品开发和科学研究的高级工程技术人才。
④空调与制冷专业方向:主要研究制冷与低温技术。它广泛应用于能源、航天、航空、汽车、石油化工、食品与药品的生产、医疗设备与空调制冷设备的生产等领域。本专业方向培养从事空调制冷工程与设备的设计、运行管理、产品开发和科学研究的高级工程技术人才。本专业方向对应制冷及低温工程学科,具有硕士、博士学位授予权。
能源动力类核反应堆工程专业,核科学技术对人类生活和世界格局的影响逐年增加,在能源、资源、环境、以及人类健康等方面有广泛应用。随着我国核技术及核产业的不断发展和国家对核技术领域投入的不断加大,迫切需要高素质的核科学技术人才补充到相关单位。本专业培养具备以核工程技术、工程热物理为主,以机械、电工、计算机技术等为辅的基本知识结构,理工结合的高级复合型工程技术人才。
学生通过系统学习,将具有坚实的数学、物理、工程力学、机械原理、电工电子等基础知识,传热学、流体力学、工程热力学、自动控制、计算机应用等专业基础知识,以及核反应堆物理分析、核反应堆热工水力学、核动力装置与设备、核反应堆安全分析、核反应堆设计原理、核动力装置测试技术、核动力装置运行及控制等专业知识。
毕业生除攻读硕士学位外,可在政府部门、规划部门、军事部门、核电工业和辐射科学相关的科研设计单位、核电站、高等院校等从事规划、设计、运行、施工、管理、教育和研究开发工作。
能源动力类飞行器动力工程专业,飞行器动力系统是航空、航天器的心脏,是航空、航天器中最关键部件。航空发动机的研制水平是一个国家工业基础和实力的标志。该专业主要研究航空、宇航推进动力的理论与技术。培养在航空、航天、交通、能源、环境及其它相关领域从事热力动力方面的研究、设计、实验、开发和管理工作的高级工程技术人才。
飞行器动力工程专业属多学科交叉、技术密集型专业,下设4个研究方向:发动机设计与工程(含结构完整性分析与CAD);发动机流动与燃烧(含工作过程仿真);发动机控制与测试技术;发动机强度振动及故障诊断。学生通过系统学习,将具有坚实的数学、物理、工程力学、机械原理等基础知识,空气动力学、工程热力学、固体力学、自动控制、计算机应用、飞行器动力装置原理与结构强度等专业基础知识。主要为航空、航天、舰船等工业部门培养高级工程技术人才。本专业对应的动力机械及工程学科是国家重点学科,具有硕士、博士学位授予权。该专业毕业生主要去向包括:航空发动机研制、设计、生产部门,航天发动机研制、设计、生产部门,舰用燃气轮机研制、设计、生产部门及民用燃气轮机研制、生产部门等。
一般的振动测量系统通常由激振、拾振、中间变换电路、振动分析仪器及显示记录装置等环节所组成。测振部分是振动测量仪器的最基本部分,它的性能往往决定了整个仪器或系统的性能。根据线性系统的叠加原理,振动的响应是振动系统测振部分对各个谐振动相应的叠加。
通过将振动加速度信号传感器等安装在发动机能够激发振动的部件上,测试点的振动必须具有一定的代表性,能够准确的稳定的反映出激振力和发动机的振动幅度或频率等参数。振动传感器的安装位置适合选装在发动机的安装节转子的支撑面和承力的机匣的对接面。
承力机匣的振动是发动机主质量的振动,也是发动机的力的传输结构,比如其他的激振源:叶片、风扇、轴承等产生的振动会通过承力机匣传到发动机的外壳,所以可以从某种程度上说,承力机匣的振动能够反映出发动机总质量的振动状况,转子的不平衡度和附件的受激振的程度。
扩展资料
技术特点
1、支持无线传输、有线传输和独立采样模式,无线模式操作,传输距离可达2000米以上,可轻松实现爆破现场振动监测;
2、采集数据实时保存,储存容量达4G,能满足上时间的实时监测;
3、参数可通过面板按钮独立设置,同时可通过无线方式进行设置,或者可通过pc机进行设置,参数具有记忆功能,极大方便了数据采集工作;
4、支持开关触发、通道触发、无线触发,可设置时钟定时触发,并记录触发时刻;
5、具备智能增益智能量程功能,无需设置量程,操作起来更为便捷;
6、整体轻巧,便于携带;
7、金属屏蔽一体化结构设计,抗干扰能力极强。
参考资料来源:百度百科-振动监测仪
参考资料来源:百度百科-振动检测