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2018振动测量基础 王利 航空/国防行业技术支持经理 Echo.wang@bksv.com Brüel & Kjær China
- 1. www.bksv.com Brüel & KjærSound & Vibration Measurement A/S. Copyright © Brüel & Kjær. All Rights Reserved. 振动测量基础 王利 航空/国防行业技术支持经理 Echo.wang@bksv.com Brüel & Kjær China
- 2. www.bksv.com, 2 振动测量基础 ⚫ 什么是振动 ⚫机械振动的来源 ⚫ 如何描述振动 ⚫ 测量链 ⚫ 压电效应 ⚫ 加速度计工作原理 ⚫ 如何选择加速度计 ⚫ 电荷和内置转换电路(IEPE)加速度计 ⚫ 如何保养加速度计 ⚫ 校准 ⚫ 如何安装加速度计
- 3. www.bksv.com, 3 振动的定义 振动 描述的是机械结构相对于平衡位置 的往复波动 波动 指相对于坐标系中某一特定参考点、 幅度随时间交互式变化的(大于或小于参考 点坐标)的运动
- 4. www.bksv.com, 4 机械振动的来源 机器的 运动件产生了了不同频率振动 Frequency,Hz 振动水平 Vibration at the rotational frequency (1st order) of the main shaft, caused by unbalance Harmonics of speed of main shaft caused by misalignment Misalignment of the shaft causes vibration at lower harmonics = orders (rotational frequency × 1, 2, 3,…) 2nd 3rd 4th 5th 6th 7th 8th 9th 1st (频率, Hz) 阶次 Extra high level of 6th harmonic/order due to imperfect fan with 6 blades Vibration (suborders at 42-48% of RPM) caused by oil film whirl or whip in journal bearing Vibrations at 50 or 60 Hz (incl. harmonics) caused by electromagnetic forces or electric noise picked up from power cables Vibration caused by worn gear 12th Vibration amplified by structural resonances in the machine structure NOISE, i.e., vibrations caused by other machines or ambience e.g., wind excitation or acoustic excitation 一个完整的振动故障诊断表是非常 有用的
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- 7. www.bksv.com, 7 0.1 110 1 k 100 10 kHz Frequency 10 1 Relative Amplitude Acceleration 100 1000 10 000 100 000 Velocity Displacement 100 000 10 000 1000 100 10 v v v 在同一频率处，加速度、速度、位移之间的换算关系 ) ( f A 2 ) ( ) ( − = f A f D 1 = f=0.1591 Hz Acc-Vel-Disp Vib SpecWeigh-1.6kHz.PLS j f A f V ) ( ) ( = f pi* * 2 =
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- 10. www.bksv.com, 10 加速度计原理 (质量弹簧模型) x(t) y(t) M B PS k k k = + P P f (t) k (y(t) x(t)) = − P P F ( ) k (Y( ) X( )) = − Mx(t) k(y(t) x(t)) c(y(t) x(t)) = − + − 2 M X( ) (k i c)(Y( ) X( )) − = + − 2 k i c X( ) Y( ) M k i c + = − + + 傅立叶变换
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- 12. www.bksv.com, 12 校准证书上的重要信息，如灵敏度、量程、工作方式 理想刚性安装共振频率 灵敏度 单位mV/ms-2 和 mV/g 频响曲线(幅度和相位) 1600 lines resolution Down to 1 Hz 10%频响平直度的频率上限 温度稳定性 可用温度范围 PULSE软件Req-X频响均衡用到的值： 共振频率、Q因子、衰减斜率 量程：最大可测冲击信号 量程：最大可测稳态正弦信号 可承受的最大 非破坏性 冲击 几何尺寸 螺纹规格(英制)
- 13. www.bksv.com, 13 电荷输出式加速度计 ⚫ 优点 压电晶体作为敏感元件、稳定可靠 结实耐用，安装方便 对环境变化不敏感 –最高可用稳定达+250摄氏度 900F 高动态范围 (160 dB) 宽频率范围 质量轻 ⚫ 缺点 高阻抗输出 需使用低噪声电缆 需外接电荷放大器、电荷转换器 (增加成本) 2221D 22
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- 16. www.bksv.com, 16 IEPE 电压输出式加速度计(又名ICP、CCLD、DeltaTron) ⚫优点 低阻抗输出 电缆便宜 无需外部电荷放大器(节省成本) TEDS 分析仪自动读取传感器内置信息、设置更简单 容易安装 ⚫ 缺点 不耐高温(不能超过+125摄氏度) 受内置电路限制、固定量程 内置电路也暴露在传感器安装环境中 4508 4506 66A12 IEPE: Internal Electronics Piezoelectric Accelerometer IEPE Accelerometer works as a voltage source, with zero output impedance
- 17. www.bksv.com, 17 校准：在单频率作的现场校准 和计量部门的宽带校准 现场校准 计量实验室校准
- 18. www.bksv.com Brüel & KjærSound & Vibration Measurement A/S. Copyright © Brüel & Kjær. All Rights Reserved. 使用中需注意的环境因素
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