Вибрация и шум - естественные процессы, протекающие в машинах и оборудовании, и возбуждаются они теми же динамическими силами, которые являются причинами износа и разного вида дефектов.

Естественно, что вибрация и шум трансформируются друг в друга на границах газовой и твердых сред, а человек непосредственно воспринимает звук, и лишь в ограниченном низкочастотном диапазоне - вибрацию.

За переход вибрации в шум отвечает колебательная скорость, которая прямо пропорциональна звуковому давлению в воздухе около вибрирующей поверхности. Поэтому и нормы на вибрацию, как правило, ограничивают колебательную скорость машин и оборудования.

Но вибрационный контроль и вибрационная диагностика - разные практические задачи. В диагностике дефект определяется колебательной силой, действующей в зоне дефекта, а сила связана линейно с колебательным ускорением, а не со скоростью. Поэтому в диагностике часто пользуются измерениями виброускорения, а для вибрационного контроля машин дополнительно измеряют и виброскорость, причем лишь в ограниченном низкочастотном диапазоне.

Для измерения вибрации, как правило, используются датчики виброускорения, работающие на пьезоэффекте. В таких датчиках электрический заряд на выходе пропорционален действующей на датчик силе. Лишь в ряде стационарных систем контроля вибрации крупных машин с подшипниками скольжения используются датчики колебательного смещения, встраиваемые в подшипник (по два датчика на подшипник). Эти датчики позволяют измерять траекторию движения центра вала в подшипниках (его орбиту) и, тем самым, непосредственно определять величину износа вкладышей.

Для измерения шума используются микрофоны с различными способами преобразования звукового давления в электрический сигнал. Для диагностики машин иногда используются направленные микрофоны, позволяющие определять направление на точку излучения шума. Практически микрофоном можно дистанционно измерять вибрацию объекта, а конкретно величину виброскорости.

Фирма ВАСТ крайне редко пользуется для диагностики измерениями шума, так как в воздушной среде смешивается практически без потерь шум от многих источников, и детально анализировать шум конкретного источника крайне сложно в присутствии других источников шума. Кроме того, задачу выделения конкретных составляющих шума, обусловленных появлением дефекта, усложняют при распространении возможные его преломления, многократные отражения и т.п.

Есть еще одна причина, по которой не рекомендуется активно использовать шум для диагностики машин. Эта причина - необходимость учета формы колебаний объекта в непосредственной близости от места возникновения дефекта. Здесь значительный вклад как в вибрацию, так и в шум вносят псевдосоставляющие сложных форм, т.е. те, которые по мере удаления от источника трансформируются в простую (волновую) форму. При измерении шума на расстоянии информация, имеющаяся в псевдошуме или псевдовибрации, пропадает.

После преобразования сигнала вибрации (шума) в электрический сигнал, последний необходимо тщательно анализировать, получая, а не теряя диагностическую информацию. К анализирующим приборам в диагностике предъявляются самые жесткие требования. К типовым операциям, которые должны выполнять приборы, анализирующие вибрацию, следует отнести:

· Определение уровня (общего) вибрации в полосе частот, требуемой стандартами вибрационного контроля и в требуемых стандартами единицах измерения.

· Спектральный анализ вибрации, т.е. разделение вибрации на составляющие разной частоты, определяемые природой колебательных сил.

· Анализ колебаний мощности отдельных составляющих вибрации, предварительно выделенных из сигнала вибрации. Это, как правило, анализ спектра огибающей случайного высокочастотного сигнала вибрации.

· Анализ формы сигнала вибрации, т.е. анализ временной развертки сигнала (работа в режиме осциллографа).

Следует отметить, что далеко не все из выпускаемых относительно простых анализирующих приборов могут выполнять все указанные виды анализа, по крайней мере, с необходимым для диагностики качеством.