汽轮机振动在线监测与故障诊断 系统介绍 1 概述 系统采用分布式结构，前端采用嵌入式结构，用于数据采集、预处理和临时存储；后端采用PC机＋数据库用于数据存储、监测、分析和诊断，并作为网络服务器供其他计算机通过网络访问。 图1－1为该系统的结构图。 图1－1 系统结构图 其中前端数据采集设备从TSI接入信号，并对信号做预处理，临时存储在设备内部的硬盘或其他存储设备上，然后通过网络将数据发送到网络服务器上；服务器接受数据并将其存储在数据库中，同时服务器将数据库中的信息通过动态网站的形式发布在电厂局域网上，电厂局域网用户可以通过浏览器直接访问网站，查看实时或历史数据，进行分析诊断。
2 数据采集系统 2.1 数据采集子系统 2.1.1 输入信号 （1）键相信号(脉冲电压信号) （2）涡流传感器输出信号(电压信号) （3）速度传感器输出信号(电压信号，可采用软件积分) （4）有功和无功信号(直流电压信号) （5）膨胀、差胀（补偿探头输出的直流电压） 2.1.2 存储的参数 （1）瞬态 日期、时间、转速、振动、间隙电压、膨胀、差胀 （2）稳态 日期、时间、转速、振动、间隙电压、膨胀、差胀、有功和无功 2.1.3 硬件采集 （1）采用组合式卡件，每个卡件可以输入6个振动信号，6个缓变量信号和一个键相信号。 （2）若干个卡件组合成一个采集器，每个采集器可以输入24个振动信号。 （3）键相信号的触发可以自由组合。即采集器的所有振动信号可以采用一个键相信号触发，也可以采用各自卡上的键相信号触发，或者某几个 卡件的振动信号采用其中的任何键相信号触发。 2.1.4 数据分析 （1）输入信号是电压信号，进行FFT变换后输出，并得到相位。 （2）对于不同的传感器信号，可以选择不积分、一次积分或两次积分。 （3）根据不同的传感器设定不同的灵敏度系数。
信号检测综合训练 说明书 题目：振动信号检测系统设计 学院：电气工程与信息工程学院 班级：电子（2）班 姓名: 钱鹏鹏 学号：11260224 指导老师：缑新科 2014.12.07
摘要 机械在运动时，由于旋转体的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。机械振动在大多情况下是有害的，振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故。机械振动还伴随着同频率的噪声，恶化环境，危害健康。另一方面，振动也被利用来完成有用工作，如运输、夯实、清洗、粉碎、脱水等。这时必须正确选择振动参数，充分发挥振动机械的性能。在现代企业管理制度中，除了对各种机械设备提出低振动和低噪声要求外，还需随时对机器的运行状况进行监测、分析、诊断，对工作环境进行控制。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械机构振动分析和振动设计，这些都离不开振动测试。 本文在此基础上设计了一种专用的振动信号检测系统，具有功耗低、体积小、精度高等优点。 信号检测的内容要求： 通过MCS-51系列单片机设计振动信号检测系统。要求如下： 1 振动信号的特点，选择合适的传感器，并设计相应的检测电路； 2 将设计完成的检测电路，通过软件防真验证； 3 主要设计指标：可测最大加速度：-5m/s~+5m/s;可测最大速度：-0.16m/s~+0.16m/s；可测最大位移：-5mm~+5mm；通频带：0.05Hz~35Hz；转换精度：8bit；采样频率：128Hz 4 利用LCD显示振动信号，有必要的键盘控制。
总体设计方案介绍： 本系统由发射电路和接收电路组成。发射电路主要由加速度传感器构成。接收电路由单片机最小系统和外部串口以及显示部分模块三部分组成。。 硬件电路设计： （1）使用MMA8452加速度传感器和STC89C52单片机来实现。 一.设计目的:了解加速度传感器的工作机理，以及单片机的各种性能； 二.设计器材:电源、proteus7.7软件、89C52，MMA8452加速度传感器，导线若干。 三．设计方案介：该系统目的是便于对一些物理量进行监视、控制。本设计以加速度传感器显示出加速度信号即振动信号，再通过单片机将信号从串口接入电脑显示出来，即完成振动信号的检测功能。 （2）振动传感器的分类 1、相对式电动传感器 电动式传感器基于电磁感应原理，即当运动的导体在固定的磁场里切割磁力线时，导体两端就感生出电动势，因此利用这一原理而生产的传感器称为电动式传感器。 相对式电动传感器从机械接收原理来说，是一个位移传感器，由于在机电变换原理中应用的是电磁感应电律，其产生的电动势同被测振动速度成正比，所以它实际上是一个速度传感器。 2、电涡流式传感器 电涡流传感器是一种相对式非接触式传感器，它是通过传感器端部与被测物体之间的距离变化来测量物体的振动位移或幅值的。电涡流传感器具有频率范围宽（0～10 kHZ），线性工作范围大、灵敏度高以及非接触式测量等优点，主要应用于静位移的测量、振动位移的测量、旋转机械中监测转轴的振动测量。 3、电感式传感器 依据传感器的相对式机械接收原理，电感式传感器能把被测的机械振动参数的变化转换成为电参量信号的变化。因此，电感传感器有二种形式，一是可变间隙，二是可变导磁面积。 4、电容式传感器 电容式传感器一般分为两种类型。即可变间隙式和可变公共面积式。可变间隙式可以测量直线振动的位移。可变面积式可以测量扭转振动的角位移。 5、惯性式电动传感器 惯性式电动传感器由固定部分、可动部分以及支承弹簧部分所组成。为了使传感器工作在位移传感器状态，其可动部分的质量应该足够的大，而支承弹簧的刚度应该足够的小，也就是让传感器具有足够低的固有频率。根据电磁感应定律，感应电动势为：u=Blx&r 。式中B为磁通密度，l为线圈在磁场内的有效长度，r x&为线圈在磁场中的相对速度。 从传感器的结构上来说，惯性式电动传感器是一个位移传感器。然而由于其输出的电信号是由电磁感应产生，根据电磁感应电律，当线圈在磁场中作相对运动
机械振动平台 设计性实验讲义（草） 编写：封玲 物理教学实验中心 2011.3.
机械振动平台系列设计实验 振动是声学、地震学、建筑力学、机械原理、造船等所必需的基础知识，也是光学、电学、交流电工学、无线电技术以及原子物理学所不可缺少的基础，这是因为除机械振动外，自然界中还存在很多类似于机械振动的现象。在不同的振动现象中最基本最简单的振动是简谐振动,一切复杂的振动都可以分解为一系列不同频率的简谐振动组合而成，这样的分解在数学上的依据是傅立叶级数或傅立叶积分的理论。让我们从研究最基础的简谐振动开始进行振动的研究吧。 平台仪器 转动传感器（CI-6538）：它的核心是一个光学编码器，每转（360°）最多可采集1440个数据点。通过数据采集与处理软件可以设置每转采集数据点的个数，有360个数据点和1440个数据点（即分辨率为1°或360°）两种设置，旋转的方向同样可被感知。转动传感器最常用于测量物体的转动角度与转动位置。 光电门（ME-94F98A ）：光电门也称为光电开关，利用狭窄的红外光束和快速的下降时间为计时提供精确的信号。当光门的光被挡住时，与光门相连的数字通道为0电压状态；光门透光时，与光门相连的数字通道为5V 电压状态。光门传感器相当于一个数字毫秒计，它通过测量固定挡光宽度（S ）和挡光时间(t)，从而可以得到该物体经过光门时的运动速度 (t S v / )。 机械振荡驱动器（ME-8750）：用于驱动低频（0.3-3 Hz ）、高转矩、正弦振荡设备，它由DC 电机、位移驱动臂、装配支架组成。驱动臂通过拉动细线，带动振荡设备进行正弦振荡。 功率放大器 II （CI-6552A ）：是PASCO 计算机接口的附件。它放大从电脑输出的信 号，可以作为一个可控的DC 电源或AC 函数发生器。在DA TA STUDIO 软件控制下，可以生成正弦波sine 、方波square 、三角波triangle 和锯齿波sawtooth 。这意味着电脑现在可被用作DC 或AC 信号发生器给外电路供电。 直流电源（GPS —1850D ）：18V/5A 。 受迫振动组合仪：该仪器是上述各仪器散件的组装，专用以测量研究受迫振动和受迫阻尼振动的运动规律。组装仪器主要包括：转动传感器（CI-6538）2个、金属圆盘1个、阻尼磁铁1个、弹簧2个、机械振荡驱动器（ME-8750）1个、A 型大支架1个等。
钛能科技根据多年来的状态监测实践，针对电机故障研发出了一套电机振动在线监测系统解决方案，对全面推动我司电机状态监测工作深入开展发挥了重要作用。 1.引言 电机是现代工业生产中的重要电气设备，是现代工业生产的重要物质和技术基础，广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各个行业。各种电机设备的技术水平和运行状况是影响一个工业企业各项经济技术指标的重要因素，电机故障会对企业生产运营造成严重影响。一般说来，电机故障约有60%-70%是通过振动和由振动辐射出的噪声反映出来的，因此现场应用中，振动监测技术是应用比较普遍的故障诊断方法。 电机振动主要由电枢不平衡、电磁力、轴承磨损、转轴弯曲和安装不良使电机与负载机械的轴心线不对中或倾斜等原因引起的。电机振动三个基本参数，分别是振幅、频率和相位。其中振幅可用位移、速度和加速度来表示。在测量过程中我们一般对高频故障（如滚动轴承、齿轮箱故障等）或高速设备进行测量时，应选加速度为参考量；在对低频故障（如不平衡、不对中等）或低速设备测量时，应选位移为参考量；而在进行振动的总体状态测量时，选速度为参考量。电机振动大小必须要满足国家的电机振动标准，否则会造成很严重的后果。 要做好电机振动的监测诊断，首先要对诊断对象做全面的了解以及必要的机理分析，比如:机器的结构和动态特性（齿轮与轴承规格、特征频率等），机器的相关机件连接情况（如动力源、基座等），机器的运行条件（如温度、压力、转速）及维修技术（如故障、维修、润滑、改造），异常振 动的形态和特性。 2.解决方案 2.1方案概述 钛能科技根据已有的技术规范，在对钢铁、石化、水泥客户广泛深入调研的基础之上，结合自身多年来的技术积累，精心开发了电机振动在线监测系统，受到了客户的肯定和好评。 钛能科技电机振动在线监测系统依托先进的物联网传感技术，通过测定电机设备特征参数（如振动加速度、速度、位移等），计算并存储设备的运行参数，自动生成日数据库、历史数据库及报警库。将特征参数值与设定值进行比较，来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态，设备一旦出现异常或者故障，及时报警通知运行管理人员。尽可能多的采集故障信息，从而获得设备的状态变化规律，预测设备的运行发展趋势，帮助用户查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，
旋转设备振动在线系统 技术方案 合肥优尔电子科技有限公司 2016. 8
一．现状分析 随着我国工业现代化进程的加快，对于连续生产的企业而言，大型旋转设备的稳定运行十分重要，一旦发生故障，都有可能导致整个生产线停机，造成极大的损失。这种损失可达每小时数十万元之巨，特别是生产过程智能控制系统的采用，对关键设备安全运行的依赖程度越来越高，因此，对这些设备进行在线监测就显得非常重要。 各种旋转设备运转过程中各零部件磨损并非相同，随其工作条件而异，但磨损的发展是有其规律的，如果能够对设备受到的这种磨损失效规律进行掌握，设备各零部件的相对运动趋势将反应出振动、温度、声音的连锁效应，使我们提前知晓设备各项功能发生改变的趋势与结果。国网铜陵发电有限公司拥有多种大、中、小型旋转设备，其较多旋转设备占据着生产中的核心地位。 二、系统架构 旋转设备振动在线监测系统，通过无线自组网和现场总线的方式，将从各传感单元采集的数据汇集到管理后台，通过计算机系统处理实现应用服务，计算机系统主要由数据前端设备、服务器机和管理端PC组成。 系统拓扑如下图所示： 三、振动采集终端 3.1振动传感器 在旋转设备两端轴座（具体部位可根据现场情况确定）设置两组三维（X、Y、Z方向）加速度振动传感器，测量振动位移矢量，监测主轴与轴瓦（轴座）之间的轴向、径向游离与波动情况。 振动传感器利用压电晶体的正压电效应，当压电晶体在一定方向的外力作用下，它的晶体面产生电压，采集电路检测出这个电压值后换算成受力大小F，由
公式a=F/m可以得出瞬间加速度大小a，对加速度二次积分得出瞬间位移量，从而得出被测对象振动频谱和振动位移。 主要技术参数： ●传感器类型：IEPE ●灵敏度：100mV/g? ●加速度量程：?0.1～100mm/s2 ●速度量程：0.1～250mm/s ●位移量程：1～3000μm ●频率范围：0.3～12000Hz（±10%) ●谐振点: 27kHz ●分辨率：?0.001g ●非线性：≤1% ●横向灵敏度：≤3% ●恒定电流：4mA ●输出阻抗：＜100Ω ●激励电压：DC24V ●温度范围：-40～+80℃ ●放电时间常数：≥1秒 3.2振动采集器 ?YT-400?振动采集器是合肥优尔电子科技自主研发的一款高性能IEPE类传感器信号采集终端，内置了传感器所需的恒流激励和信号调理电路，可以不需外部的信号调理器而直接采集IEPE传感器的输出信号。YT-400具有四路大量程、高采样率、低噪声的高性能同步信号采集通道。每个通道的量程为±10V，采样率高达128Ksps，并能保证实时传输到后台服务器进行显示与分析。通过高性能ADC和先进的DSP信号处理技术，使YT-400具备极低的采样噪声，在1Ksps 采样率下采样噪声峰峰值仅为0.00004V，满量程信号的信噪比高达50万。多通道、高采样率和低噪声和同步采样使YT-400能够满足科研与生产中高端信号监测的需要。? YT-400系列采用跨平台通用的动态链接库作为驱动函数接口，可工作在
一种减速器振动监测系统的设计-机械制造论文 一种减速器振动监测系统的设计 王美思 （南京农业大学，江苏南京210031） 摘要：减速器振动对机械传动危害巨大，现采用高性能处理器STM32F103ZET6和数字加速度传感器ADXL345设计了一套减速器振动监测系统，用于对减速器振动量进行快速检测，并运用高斯滤波算法对检测数据进行滤波处理，提高测量精度。实时计算X、丫、Z三轴方向的加速度和瞬时速度并在LCD液晶上予以显示，给出减速器当前的振动信息。试验表明，该系统响应速度快，测量精度较高，有良好的应用效果。 关键词：减速器；振动；加速度；监测 0引言 减速器在机械传动中发挥着至关重要的作用。在实际使用过程中，减速器的振动直接影响着传动轴、发动机或电机等动力设备的安全运行，甚至可能产生严重后果[1],因而对减速器的振动量进行监测与故障分析对预防传动系统故障、降低故障损失有重要意义。振动信号作为检测分析对象，对其进行敏感而精确的检测是后续处理的重要前提。 本文采用加速度传感器和高性能处理器构建了一套减速器振动监测系统，通 过对传感器输出的加速度信号进行滤波处理，获得准确的加速度输出信号，计算 完成后经串口打印输出。 1方案设计 监测系统由加速度传感器、处理器、电源模块、LCD显示模块和串行接口电
路组成，系统采用数字式加速度传感器，安装在减速器主轴上，系统由电源模块给 处理器和加速度传感器供电，上电初始化完成后，处理器即以固定的扫描频率f周 期检测加速度传感器的输出，并通过滤波处理提高检测精度，实时计算减速器的X、丫、Z三相加速度和瞬时速度，通过串行接口电路予以输出，并在液晶模块上实时 显示。 2硬件 监测系统以ST公司CortexM3内核的32位STM32F103系列低功耗处理器为核 心，配以3.2英寸液晶LCD模块和一路串行接口电路。STM32F103ZET6 拥有 512kBFIash、64kBRAM、多路RS232串口和ADC转换功能等丰富的外设及接口资 源，外部采用8MHz晶振，可提供高达72MHz频率的时钟，满足系统实时性需求］ 2］。串行接口电路基于MAX3232串行芯片进行设计，可支持双工串行通信，具有 良好的经济实用性。 液晶模块采用基于ILI9320芯片的3.2英寸LCD模块，与处理器之间采用SPI 接口连接，通过01h和03h寄存器来控制GRAM的刷新方向，设置AM=1 ，ID=01， 输入地址更新方向为垂直方向。 加速度传感器采用ADLX345芯片的加速度传感器模块，ADXL345是ADI 公司推 出的采用MEMS技术具有SPI和IIC数字输出功能的三轴加速度传感器芯片］3］, 具有小巧轻薄、低功耗、量程可变和高分辨率等特点，可选量程为土± 4g、土 2g、8g、土160为重力加速度），可采用固定的4mg/LSB分辨率模式，可测量静态重力 加速度，也可测量运动或振动总的动态加速度，在手机等移动设备上应用广泛。 本系统中处理器采用IIC接口与ADXL345通信连接，进行数据读取。使用 时，CS弓1脚连接至VDDI/O，ALTADDRESS弓1脚接任- 一VDDI/O 或接地，SCL
一、振动台试验方案 1试验方案 1.1工程概况 本工程塔楼结构体系为“三维巨型空间框架－钢筋混凝土核心筒”结构体系，主要由4个核心筒、钢骨混凝土（SRC）外框架、3个避难层联系桁架三部分构成，图1-2、图1-3分别是B塔结构体系构成示意图和建筑效果图。特别指出的是本工程在14、24楼层的联系桁架的腹杆以及32、48楼层的斜撑为防屈曲支撑（UBB）构件。设计指标为小震不屈服，大震屈服耗能。具体位置示意见图1-4。 本工程的自振周期约为 6.44秒，超过了《建筑抗震设计规范》(GB-50011-2001)设计反应谱长为6秒的规定。本工程存在5个一般不规则和2个特别不规则类型，5个一般不规则类型分别是扭转不规则、凹凸不规则、刚度突变、构件间断和承载力突变。2个特别不规则是高位转换和复杂连接。 1.2 模拟方案 1、模拟方案选择 动力试验用的结构模型必须根据相似律进行设计，模型动力相似律的建立以结构运动方程为基础，选择若干主要控制参数作为模拟控制的对象，依据Buckingham的π定理，经无量纲分析导出控制参数的无量纲积，据此确定各控制参数的相似比率。 结构动力试验的相似模型大致分为四种： （1）弹塑性模型理论上可以重现结构反应的时间过程，使模型和原型的应力分布一致，并可模拟结构的破坏。由于要严格考虑重力加速度对应力反应的影响，必须满足S a=S g=1（S a=模型加速度/原型加速度，S g为重力加速度相似系数，各相似系数之间的关系见表1），即模型加速度反应与原型加速度反应一致，这一要求大大限制模型材料的选择。因为在缩尺模型中，几何比（S l）很小，在Sa=Sg=1的条件下，要满足Sa=S E/S l Sρ=1，即S l=S E/Sρ，必须使模型材料的弹模
离心风机振动分析与维护 【摘要】离心式通风机在生产使用中经常会出现设备振动异常的情况，通过振动原因分析，排除设备潜在故障，稳定运行。 【关键词】离心风机;振动故障;检修；总结 前言 简介离心风机的结构特点、工作原理、故障现象及故障解决措施。 案例一：一台型250KW离心风机（VR481V01CORK1320全压10000Pa流量58000m3/h转速1460r/min）在正常运行状态中，风机轴承箱处两个月度内测得的振动速度值不断增加，水平向振动速度最高值达到9.6mm/s，垂直向振动速度达到6.8mm/s。 处理方案：1、首先，检查风机轴承温度32度，声音正常，利用轴承脉冲检测仪测得DB值21，DC值9，初步判断轴承情况良好。2、检查地脚螺栓紧固完好，其他部件无异常响声。3、其次，拆卸联轴器防护罩，检查联轴器同心度，测量得高度偏差0.45mm，角度偏差0.78mm,同心度较差，调整电机端垫片，最终调得联轴器高度偏差0.13mm，角度偏差0.10mm,因为采用的是使用梅花型减震垫的八角形联轴器，偏差数值稍大，但在允许范围内。4、开车试验，振动情况无好转。5、再次分析，该风机用于造粒系统的鼓风，吸入的是经过粗过滤的自然空气，采用阻尼减震器减震，属于柔性减震范畴。根据振动情况，振动在承力端的水平方向为最大，垂直及轴向较小，据此判断很可能是叶轮不平衡引起振动，而且振幅随转速的升高而增长很快，转速降低时振幅可趋近于零。6、拆卸叶轮外壳，检查发现叶轮大量积灰，清理后试车，水平振动速度值降到3.8mm/s，垂直向振动速度达到2.7mm/s。 案例二：一台400KW离心风机（VR481V01CORK1500型全压10000Pa流量85000m3/h转速1460r/min）在正常运行一年半后，风机轴承箱处测得的振动速度值不断增加，水平向振动速度最高值达到 5.4mm/s，垂直向振动速度达到4.3mm/s。 处理方案：1、首先，检查风机轴承温度45度，声音正常，利用轴承脉冲检测仪测得DB值24，DC值8，初步判断轴承情况良好。2、检查地脚螺栓紧固完好，其他部件无异常响声。3、其次，拆卸联轴器防护罩，检查联轴器同心度，测量得高度偏差0.28mm，角度偏差0.43mm,同心度较差，调整电机端垫片，最终调得联轴器高度偏差0.10mm，角度偏差0.05mm,因为采用的是使用梅花型减震垫的八角形联轴器，偏差数值稍大，但在允许范围内。但是在调整时，电机前脚增加了1.25mm垫片，后脚增加了4.86mm垫片。4、开车试验，水平振动速
振动监控系统 姓名：宋德兵学号：1206012009 班级：12机制卓越班 摘要：近年来，振动测试技术已取得了长足的发展。由于电子技术的迅速发展，电测方法在振动测试技术中已占主要地位。往日流行的机械式测振方法现只在一些非正式的或精确度要求不高的场合下加以应用。 关键词：传感器振型分析频谱分析和实时分析 一、传感器 传感器是把机械量转换为电量的器件，又称换能器。分为接触式与非接触式两大类。接触式传感器在使用时需与被测对象直接接触。目前，这种传感器的制作技术已比较完善，使用也很普遍。它的基本型式有磁电式、压电式、应变片式三种。 压电式加速度计是近年来得到迅速发展的测振传感器。在使用时，将整个加速度计固定在被测对象上，其中的质量块因随同被测对象运动而获得加速度。此加速度与质量块的质量之乘积即构成作用于加速度计内的压电晶体上的力。众所周知，压电晶体具有将机械量转换为电量或将电量转换为机械量的性质。当它受到外力作用时，即产生正比于此力的电信号（电压或电荷）。由此可知，压电式传感器是加速度传感器。 压电式传感器的结构型式很多，大体分为压缩型和剪切型两种。所谓压缩型是指晶体的振动沿厚度方向，而剪切型则垂直于厚度方向，需根据具体情况加以选择。晶体材料多用压电陶瓷锆钛酸铅（PZT），在不多的场合下也采用石英。压电石英的稳定性较好，但机械性能较差，价格也比较贵。压电式加速度计的突出优点是体积小，重量轻，这在某些场合下是极为重要的。它的频率范围可达10000Hz。 压电式加速度 传感 器电荷放大 器 线性 积分 双积分 均方模电压表 模拟电压输出
峰值电压表 采用压电式加速度传感器的测振系统 二.后续仪表 由传感器产生的信号都很微弱，需经二次仪表处理、放大；再经显示、记录 仪表加以显示或记录。磁电式传感器产生正比于振动速度的信号，需经微积分放 大电路处理，才能得到所需要的加速度和位移值。压电式加速度计所产生的信号 可以经过电压放大或电荷放大处理。在前一情况下，采用积分放大电路，以得到 所需要的速度和位移值。并且由于加速度计的输出阻抗很高，要求在加速度计和 放大器之间连接阻抗变换器进行匹配。采用电荷放大器可以减少导线电容对测试 的影响。商品电荷放大器有的带有显示表头，有的则要求配用其它的显示仪表， 例如数字式峰值电压表。 三.振型分析 所谓“振型”是指振动构件上各点的振幅分布。在构件固有频率下产生的振 型称为“主振型”。研究振型，对深入了解振动构件的动力学特征是很必要的。 几何形伏边界条件都很简单的构件如简支或固支的棒与薄板，它们的主振型可由 理论计算得到令人满意的结果。但是，对于几何形状、边界条件都很复杂的构件， 往往难以进行精确的理论计算。在此情况下，可以通过实测来获得振型。 目前通行的办法是，用激振器（与信号发生器及功率放大器配套）使构件振 动，然后用上面所述的振动测量方法测取构件各点的振幅。其不振动的点称为节 点，连接相邻节点即得节线。再将相邻振幅相等的点连接起来，即得各“等高线”， 这样即得到构件的振型。激光的出现促进了全息术的发展。激光全息术在振动测 试上的卓有成效的成果之一就是实测振型。例如，国外曾采用这种方法对一个音 质低劣的吉他进行振型测试，因而发现问题所在，经改进结构后提高了音质。但 是，采用激光全息术对实验条件要求很严所以限制了它的推广。现在，国外正在 大力研究适合于现场使用的激光全息技术。据报导，美国已有现场激光全息仪的 商品出售。 四.频谱分析和实时分析 实际构件的振动往往包括复杂的频率成分，而各不同频率成分对人员与设备 的影响往往也不相同频谱分析的目的在于分析振动的幅值或能量在各不同频率 成分下的分布。
电站风机振动故障的几种简易诊断 2009-11-18 11:20:44 来源：中国化工仪器网 风机是电站的重要辅机，风机出现故障或事故时，将引起发电机组降低出力或停运，造成发电量损失。而电站风机运行中出现最多、影响最大的就是振动，因此，当振动故障出现时，尤其是在故障预兆期内，迅速作出正确的诊断，具有重要的意义。简易诊断是根据设备的振动或其他状态信息，不用昂贵的仪器，通常运用普通的测振仪，自制的听针，通过听、看、摸、闻等方式，判断一般风机振动故障的原因。文中所述振动基于电厂离心式送风机、引风 机和排粉机。1 轴承座振动 1.1 转子质量不平衡引起的振动 在现场发生的风机轴承振动中，属于转子质量不平衡的振动占多数。造成转子质量不平衡的原因主要有：叶轮磨损(主要是叶片)不均匀或腐蚀；叶片表面有不均匀积灰或附着物(如铁锈)；机翼中空叶片或其他部位空腔粘灰；主轴局部高温使轴弯曲；叶轮检修后未找平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或局部变形；叶轮上零件松动或连接件不紧固。转子不平衡引起的振动的特征：①振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴承处；②振幅随转数升高而增大；③振动频率与转速频率相等；④振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；⑤空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%～50%工作转速。 1.2 动静部分之间碰摩引起的振动 如集流器出口与叶轮进口碰摩、叶轮与机壳碰摩、主轴与密封装置之间碰摩。其振动特征：振动不稳定；振动是自激振动与转速无关；摩擦严重时会发生反向涡动； 1.3 滚动轴承异常引起的振动 1.3.1 轴承装配不良的振动 如果轴颈或轴肩台加工不良，轴颈弯曲，轴承安装倾斜，轴承内圈装配后造成与轴心线不重合，使轴承每转一圈产生一次交变的轴向力作用，滚动轴承的固定圆螺母松动造成 局部振动。其振动特征为：振动值以轴向为最大；振动频率与旋转频率相等。 1.3.2 滚动轴承表面损坏的振动 滚动轴承由于制造质量差、润滑不良、异物进入、与轴承箱的间隙不合标准等，会出现磨损、锈蚀、脱皮剥落、碎裂而造成损坏后，滚珠相互撞击而产生的高频冲击振动将传给轴承座，把加速度传感器放在轴承座上，即可监测到高频冲击振动信号。这种振动稳定性很差，与负荷无关，振动的振幅在水平、垂直、轴向三个方向均有可能最大，振动的精密诊断要借助频谱分析，运用频谱分析可以准确判断轴承损坏的准确位置和损坏程度，在此不加阐述。表1列出滚动轴承异常现象的检测，可以看出各种缺陷所对应的异常现象中，振动是最普遍的现象，抓住振动监测就可以判断出绝大多数故障，再辅以声音、温度、磨耗金属的监测，以及定期测定轴承间隙，就可在早期预查出滚动轴承的一切缺陷。 1.4 轴承座基础刚度不够引起的振动 基础灌浆不良，地脚螺栓松动，垫片松动，机座连接不牢固，都将引起剧烈的强迫共振现象。这种振动的特征：①有问题的地脚螺栓处的轴承座的振动最大，且以径向分量最大；②振动频率为转速的1、3、5、7等奇数倍频率组合，其中3倍的分量值最高为其频域特征。 1.5 联轴器异常引起的振动 联轴器安装不正，风机和电机轴不同心，风机与电机轴在找正时，未考虑运行时轴向位移的补偿量，这些都会引起风机、电机振动。其振动特征为：①振动为不定性的，随负荷变化剧烈，空转时轻，满载时大，振动稳定性较好；②轴心偏差越大，振动越大；③电机
SKF在线振动监测系统方案 一、方案组件一：IMx-W IMx-W智能监测单元是一个专门针对风力发电行业应用的IP65等级认证测量单元，适用于恶劣的工业环境并且符合CE要求。 IMx-W配有16个模拟信号输入，该动态信号可以通过设置用于多种传感器，例：加速度、速度和位移或者其他易采用的参数。除了模拟通道之外，可以使用2个数字通道来测量转速、触发或者数字状态来指示何时进行测量。 主要特点： ?16个测量模拟通道，每模块4通道。 ?2个通道数字输入，脉冲信号，速度及开关量等。 ?适用于任何类型的传感器，信号和测量配置。 ?每个通道能输出多个测量参数。 ?每个测点分别设置警告和报警状态。 ?可使用设备转速和/或负载控制警告和报警。报警信号，尤其是风力发电机故障类型，如不平衡，齿轮损坏等。 二、方案组件二Observer8.1分析软件 Observer8.1软件是一套专家向导的机器分析软件，能够实现智能化的机器状态诊断，对机器和过程的正确评估提供没有专家时的专家意见。成功的机器状态监测必须基于为数据管理和分析提供功能强大、用户友好的机器故障诊断软件。
三、方案组件三：加速度传感器 该系统使用高质量加速度传感器，壳体电子绝缘和内部屏蔽。 主轴、齿轮箱、发电机和结构的机械分析可以通过在机器安装加速度 传感器来完成。传感器径向方向的运动将会积压传感器中的压电晶 体，由于装填的质量块的惯性力，产生临时的电荷，通过传感器集成 电路转换为电压。这个信号分为DC分量和与加速度成正比的波动的 AC电压信号，IMx-W测量和分析这个信号。该方案主要应用了两种 加速度传感器：低频加速度传感器、标准加速度传感器。 四、安装方案 1、由于目前还没有实际机组相关的数据，所以该方案的安装方面的 设计主要参考了SKF公司提供的样例和一些学术论文的建议。具体 方案如表-1： 测点测试对象安装位置及测试方向传感器类型 1 主轴前轴承在轴承下边；径向低频加速度传感器 2 主轴前轴承在轴承下边；轴向低频加速度传感器 3 主轴后轴承在轴承下边；径向低频加速度传感器 4 齿轮箱行星级轴承在输入轴；径向低频加速度传感器 5 齿轮箱行星级轴承在行星齿轮的顶部；径向标准加速度传感器 6 2级齿轮行星输出中间轴之间；径向标准加速度传感器 7 2级齿轮中间轴和高速轴之间；径向标准加速度传感器 8 发电机前轴承轴承下侧；径向标准加速度传感器 9 发电机后轴承轴承下侧；径向标准加速度传感器 表-1：测点安装位置及传感器类型
振动测试技术案 采用加速度计作为振动传感器，在各种工况下，对被测系统多个测点的加速度信号进行测量，通过FFT频谱分析，得到结构的固有频率，描述系统的振动特性。 却迪哎怯嗟惟悟号追辿蟹數赛紫蚩胖讣竿机 图1振动测试硬件流程图 、传感器指标分析 最常用的振动测量传感器按各自的工作原理可分为压电式、压阻式、电容式、电感式以及光电式。压电式加速度传感器因为具有测量频率围宽、量程大、体积小、重量轻、对被测件的影响小以及安装使用便，所以成为最常用的振动测量传感器。在一般通用振动测量时，用户主要关心的是加速度计传感器的技术指标，包括灵敏度、带宽、量程、分辨率、输出电气特性等。 （1）灵敏度 传感器的灵敏度是传感器的最基本指标之一，灵敏度的大小直接影响到传感器对振动信号的测量。不难理解，传感器的灵敏度应根据被测振动量（加速度值）大小而定，但由于加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下加速度值与信号的频率平成正比，所以不同频段的加速度信号大小相差甚大。选择加速度传感器灵敏度时应对信号有充分的估计，最常用的振动测量压电式加速度计
灵敏度，电压输出型(IEPE型)为50?100 mV/g，电荷输出型为 1 ?50 PC/g。 (2)带宽 传感器的带宽是指传感器在规定的频率响应幅值误差( 士5%, 士10%, 士3dB)传感器所能测量的频率围。频率围的高，低限分别称为高、低频截止频率。截止频率与误差直接相关，所允的误差围大则其频率围也就宽。作为一般原则，传感器的高频响应取决于传感器的机械特性，而低频响应则由传感器和后继电路的综合电气参数所决定。高频截止频率高的传感器必然是体积小，重量轻，反之用于低频测量的高灵敏度传感器相对来说则一定体积大和重量重。 (3)量程 加速度传感器的测量量程是指传感器在一定的非线性误差围所能测量的最大测量值。通用型压电加速度传感器的非线性误差大多为1%。作为一般原则，灵敏度越高其测量围越小，反之灵敏度越小则测量围越大。IEPE(电压)输出型压电加速度传感器的测量围是由在线性误差围所允的最大输出信号电压所决定，最大输出电压量值一般 都为士5V。通过换算就可得到传感器的最大量程，即等于最大输出电压与灵敏度的比值。需要指出的是IEPE压电传感器的量程除受非线性误差大小影响外，还受到供电电压和传感器偏置电压的制约。当 供电电压与偏置电压的差值小于传感器技术指标给出的量程电压时，传感器的最大输出信号就会发生畸变。因此IEPE型加速度传感器的偏置电压稳定与否不仅影响到低频测量也可能会使信号失真，这种现 象在高低温测量时需要特别注意，当传感器的置电路在非室温条件下不稳定时，传感器的偏置电压很可能不断缓慢地漂移而造成测量信号忽大忽小。 (4)分辨率 即能测量到的最小加速度变化量。加速度传感器的分辨率受其噪声的限制，输出噪声的大小随频带宽度而变化。 (5)输出电气特性
目录 1概述 (1) 2系统硬件电路设计 (5) 2.1压电瓷传感器的等效电路 (5) 2.2 电荷放大电路 (6) 2.3 测量电路 (8) 2.4 振动测量 (10) 3 总结 (13) 参考资料 (14)
1概述 振动测试仪是一种能测量机械、物体等振动的测量仪器。比如测振仪、动平衡仪、振动测试与模态分析仪都算是振动测试仪。 振动是自然界、工程技术和日常生活中普遍存在的物理现象。各种机器、仪器和设备运行时，不可避免地存在着诸如回转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、润滑状况的不良及间隙等原因而引起受力的变动、碰撞和冲击，以及由于使用、运输和外界环境下能量传递、存储和释放都会诱发或激励机械振动。所以说，任何一台运行着的机器、仪器和设备都存在着振动现象。 在大多数情况下，机械振动是有害的。振动往往会破坏机器的正常工作和原有性能，振动的动载荷使机器加速失效、缩短使用寿命甚至导致损坏造成事故。机械振动还直接或间接地产生噪声，恶化环境和劳动条件，危害人类的健康。因此，要采取适当的措施使机器振动在限定围之，以避免危害人类和其他结构。 随着现代工业技术的发展，除了对各种机械设备提出了低振级和低噪声的要求外，还应随时对生产过程或设备进行监测、诊断，对工作环境进行控制，这些都离不开振动测量。为了提高机械结构的抗振性能，有必要进行机械结构的振动分析和振动设计，找出其薄弱环节，改善其抗振性能。另外，对于许多承受复杂载荷或本身性质复杂的机械结构的动力学模型及其动力学参数，如阻尼系数、固有频率和边界条件等，目前尚无法用理论公式正确计算，振动试验和测量便是唯一的求解方法。因此，振动测试在工程技术中起着十分重要的作用。 微振动测试仪的设计主要组成部分压电式传感器，用于信息的采集；在本设计方案里选择压电瓷传感器做为压电式传感器。通过电路连接把所采集的信息传递给电荷放大器，对微弱的电荷信号进行放大，信号的放大通常有两种：电压放大和电荷放大。这里考虑避免接入电容的影响，
输电线路振动在线监测系统设计方案 目录 1．项目的必要性 (2) 2．主要内容 (3) 2．1 监测方式和内容 (3) 2．1．1监测方式 (3) 2．1．2监测内容 (3) 2．2 监测装置安装位置 (3) 2．2．1安装原则 (3) 2．2．2安装位置 (3) 3．技术方案 (3) 3．1 系统结构原理图 (3) 3．2 监测系统组成及运行环境 (5) 3．2．1监测装置 (5) 3．2．2系统软件 (5) 3．3 主要技术参数 (5) 3．4 监测系统特点 (7) 3．4．1监测装置特点 (7) 3．4．2 综合分析软件系统特点 (7) 3．5 监测系统通信、供电和运行方式 (8) 3．5．1 通信方式 (8) 3．5．2 供电方式 (8) 3．5．3 运行方式 (8) 4．项目意义 (8)
1．项目的必要性 架空线微风振动是一种气体的旋涡（卡门旋涡）在架空线背风侧交替脱落所产生的架空线振动现象，其特征频率高（3-120Hz），振幅一般不会超过导线直径，振动频率和风速、导线直径有关，由式：F=200V/d确定，其中V为垂直于架空线的风速，单位：米/秒， d为架空线导线直径，单位：米。 目前几乎所有的高压送电线路都受到微风振动的影响，尤其在线路大跨越上，因具有档距大、悬挂点高和水域开阔等特点，使风输给导地线的振动能量大大增加，导地线振动强度远较普通档距严重。一旦发生疲劳断股，将给电网安全运行带来严重危害，通常仅换线工程本身的直接损失可高达数百万元。现在世界上任何地区，几乎所有的高压架空送电线路都受到微风振动的影响和威胁，在我国微风振动危害线路的事例也很普遍。微风振动已经严重威胁着我国电网架空送电线路特别是大跨越的安全运行。 通过迅速准确地采集、传输、处理和管理线路大跨越振动的大量数据和信息，及时掌握导地线防振装置消振效果的变化，可以为输电线路大跨越的安全运行提供实时预警服务，避免现行预防性计划维修（计划修）制度维修不及时或过度维修的弱点，变预防性计划维修为状态维修，能够显著提高输电线路设备的运行可靠性并降低维修费用。 微风振动对架空线路造成的破坏是长期积累的，具有较强的隐蔽性，因此对其进行测量既能消除微风振动产生的隐患，又能为防振设计提供科学的依据。
2017年4月第37卷第2期 宇航计测技术 Journal o! Astronautic Metrology and Measurement Apr.,2017 Vol.37,No.2 文章编号=1000-7202(2017) 02-0036-07 D01:10.12060/j.issn.1000-7202.2017.02.08基于Labview的振动冲击测量系统设计 闫磊杨晓伟刘蠢朱刚焦蠢蠢 (北京航天计量测试技术研究所，北京100076) 摘要根据振动冲击试验设备测试要求，设计并研制一套测量系统。系统基于虚拟仪器测量技术设计，通过采集振动冲击所产生加速度信号的频率和幅值，运用FFT技术进行信号处理和分析，完成对振动冲击试验设备的测量。实验效果表明，该系统具有测量功能完善、测量结果准确可靠、软件操作简单等特点，能够满足目前在用的所有振动冲击试验设备的测量需求，在实践中已得到应用。 关键词振动冲击测量虚拟仪器 中图分类号:TH825 文献标识码:A Design for a Measurement System of Vibration and Shock Based on Labview YAN Lei YANG Xiao-wei LIU Xin ZHU Gang JIAO Xin-xin (Beijing Aerospace Institute!or Metrology and Measurement Technology，Beijing 100076，China) Abstract In order to meet the demands o!measuring vibration and shock testing machines,the measurement system is developed.The system is designed by measuring technology o!virtual instrument. The system can measure the frequency and amplitude o!the acceleration signal,analyse the signal by FFT and realize the measurement.The experimental results demonstrate that the system has several characters ,such as perfect testing functions,accurate testing result and simple operation.The system can be used to calibrate all existing vibration and shock testing machines.This system had been used in practice. Key words Vibration Shock Measurement Virtual instrument l引言 振动冲击试验是航天器可靠性试验的重要组成 部分，可以模拟航天器实际运输、发射、飞行及着陆 过程中恶劣的力学环境，对航天器是否能够达到设 计规定的性能指标进行考核。因此，对振动冲击试 验设备进行全面、准确、快速、有效的测量具有非常 重要的意义。 传统的振动冲击测量设备包括加速度传感器、电荷放大器、数字电压表、频率计、示波器、失真度测 量仪等。这些计量设备功能单一、有限且不具备可 开发性，测量方法落后。由于测量过程中使用仪器 设备较多,引人测量不确定度分量增多，导致测量误 差增大，对试验设备测量结果的判定带来影响。随 着自动化测试技术的发展，采用虚拟仪器技术通过 应用程序将计算机与功能模块结合，在电子测量、自 收稿日期：2016-07-07,修回日期：2016-10-26 作者简介：闫磊（1980-)，男，高级工程师，主要研究方向：振动、冲击、空气声计量
摘要 本课题通过同分析机车试验平台的运动特点设计了具有2个方向自由度得机车试验平台及控制系统。通过平台的设计，及车辆在在平台上的固定，并对关键零部件油缸，键，轴承，电动机等进行了设计与校核。本课题通过PLC控制液压阀从而控制平台运动的控制。通过本课题的学习掌握了机械CAD的使用，并学习和掌握的PLC控制技术。 关键词：机车试验平台，液压阀，PLC控制
ABSTRACT Analysis of this issue through the same motion characteristics of motorcycle test platform is designed with two orientation degrees of freedom have motorcycle test platform and control system. Through the platform design, and vehicles are fixed on the platform, and key parts of cylinders, keys, bearings, motors have been designed and verified. This topic through PLC control hydraulic valve to control the platform motion control. To study and master the subject through the use of mechanical CAD, and to learn and master the PLC control technology. Keywards: motorcycle test platform , hydraulic valve , PLC Control