Статистическая обработка данных вибрационных исследований

Статистическая обработка данных вибрационных исследований машин позволяет составлять карты распознавания дефектов. По этим данным можно судить о признаках дефектов и выбрать частотный диапазон аппаратуры, необходимый для обнаружения характерных неисправностей машины. Во всех случаях верхняя граница частотного диапазона не должна быть ниже удвоенной рабочей частоты вращения ротора. Для измерения и анализа вибрации аналоговыми способами, обработки результатов цифровыми способами и получения на выходе гистограмм распределения уровней вибрации, фазовых диаграмм, частотной и временной зависимости уровня или фазы вибрации используют многофункциональные системы. Автоматизированные системы подразделяют на три основные группы. В первой группе компьютер используют для оперативной обработки сигналов.

Во второй группе компьютер обрабатывает сигналы и выдает сигнал корреляции при изменении режима испытаний. К третьей группе относят полностью автоматизированные системы, в которых компьютер включен в цепь обработки, анализа и управления всем режимом работы по программе исследований.

Простейшие автоматизированные системы оперативно измеряют и анализируют характерные вибрации и сличают их с эталонными.

Реальные вибрации являются случайными, поэтому для анализа объектов диагностирования необходимо измерять параметры широкополосной случайной вибрации. Особенностью аппаратуры для измерения параметров случайной вибрации является наличие в ней частотно-избирательных цепей. При образовании дефекта происходит изменение уровня вибрации в полосе частот Δω. Для повышения информативности параметров вибрации в виброизмерительных приборах применяются фильтры, которые пропускают только составляющие спектра с частотами, лежащими в пределах Δ . В этом случае сигнал на выходе фильтра состоит из суммы гармонического сигнала с амплитудой  и шумом P (t). Существует много типов фильтров, применяемых в вибродиагностической аппаратуре: активные аналоговые фильтры, множительные избирательные устройства, цифровые фильтры, механические и т. д.

Анализ случайной вибрации диагностируемого объекта целесообразно проводить с помощью двухканальных анализаторов в реальном времени. В каждом канале анализатора устанавливают процессор для быстрого преобразования

Фурье и оперативной обработки информации. Наличие двух каналов обеспечивает возможность оценки состояния объекта по спектрально-корреляционным функциям, а также по кепстру. Результаты анализа выводятся на дисплей.

Шумодиагностика

Акустический шум представляет собой случайный процесс, и поэтому при измерении его используют такие же характеристики, как при измерении случайной вибрации. В простейшем случае измеряют уровень звукового давления акустического шума. Однако такое измерение не дает представления ни о распределении частот шума, ни о его восприятии человеком. Поэтому в аппаратуру для измерения акустического шума вводят корректирующие фильтры, частотные характеристики которых обозначаются буквами А,В,С и D.

Характеристика А в наибольшей степени приближает измерение акустического шума к восприятию звука человеком. Характеристика В более расширена в область низких частот. Характеристика С в незначительной степени зависит от частоты в области слышимых частот. Частотная коррекция с помощью характеристики D предназначена для измерений авиационного шума.

Для измерения акустического шума применяют измерительные микрофоны.

Микрофон — электроакустический преобразователь, с помощью которого акустические колебания в воздушной среде преобразуют в электрический сигнал.

Наибольшее распространение получили измерительные микрофоны конденсаторной, пьезоэлектрической и электродинамической систем. Действие конденсаторного микрофона основано на преобразовании звукового давления, на мембрану в изменение емкости конденсатора, образуемого мембраной и неподвижным электродом. Действие пьезоэлектрического микрофона основано на возникновении переменного электрического потенциала на пьезоэлектрической пластине при воздействии на нее звукового давления. С помощью микрофонов измеряют шумы машин, транспорта, частотные характеристики измерительной и вещательной аппаратуры. При этом микрофон располагают в контрольной точке поля или в точках поля, равномерно распределенных на измерительной поверхности. Контроль звукового поля проводят путем измерения зависимости звукового давления от расстояния до акустического центра источника и сравнения измеренной зависимости с теоретической.

Методом диффузного (или отраженного) звукового поля измеряют шумы машин, звукоизоляцию отражающих конструкций, звукопоглощение материалов, характеристики акустической аппаратуры по диффузному полю. Микрофон располагают в нескольких точках области диффузного поля и определяют среднее по объему значение звукового давления. В резонансных трубах, каналах, полостях определяют коэффициент звукопоглощения материалов при нормальном падении звуковой волны, характеристики акустических фильтров, глушителей шума, уровень звукового давления шума чистых тонов или в полосе частот, а также распределение звукового давления по сечению и вдоль канала.

Прибор для измерения шума состоит из измерительного микрофона, усилителя, корректирующих цепей, детектора и индикатора, шкала которого проградуирована в децибелах относительно звукового давления 2 ∙  Па. Для быстрого измерения уровня шума предназначены миниатюрные шумомеры, которые используют с конденсаторными и пьезоэлектрическими микрофонными капсюлями. Для измерения импульсных шумов применяют специальные шумомеры, отличительными особенностями которых являются широкий частотный и динамический диапазон, возможность удержания пикового и среднеквадратичного значений сигнала, наличие корректирующих схем.

Уровень шума, производимый механизмом, зависит от многих причин, поэтому рекомендуется измерять шум в определенных условиях. В полевых условиях используют запись акустического шума на портативные устройства.

Запись калибруют с помощью эталонного сигнала, создаваемого пистонфоном или микрофонным акустическим калибратором. С целью получения оперативной информации о частотном составе исследуемого шума проводят спектральный анализ шума октавными или третьоктавными фильтрами.

Система измерения шума с измерительным усилителем и набором полосовых фильтров позволяет осуществить более точные измерения и анализ шум в стационарных условиях.

При исследовании статистического распределения уровней шума во времени, а также вероятности обнаружения шума в заданном интервале или превышения заданного уровня используют анализатор статистического распределения.

Для измерения мощности звука, производимого механизмами, используют многоканальные системы. Устройства записи устанавливают вокруг исследуемой машины в расчетных точках и через переключатель каналов подключают последовательно к анализатору в реальном масштабе времени, а результаты записывают или анализируют с помощью компьютера. В результате определяют средние значения звукового давления и вычисляют мощность звука в отдельных частотных полосах.

Дата: 2018-11-18, просмотров: 79.