在機械故障診斷中,記憶示波器(數(shù)字存儲示波器)無法直接采集振動信號,但可通過傳感器與示波器協(xié)同工作實現(xiàn)信號采集與分析。以下是具體實現(xiàn)方式:
一、信號采集原理
- 傳感器類型
- 加速度傳感器:將機械振動轉換為電信號(電壓或電荷),適用于高頻振動監(jiān)測。
- 速度傳感器:輸出與振動速度成比例的信號,適用于中頻振動分析。
- 位移傳感器:直接測量振動位移,適用于低頻振動或結構變形監(jiān)測。
- 信號轉換與傳輸
- 傳感器輸出信號需通過電荷放大器或電壓放大器進行調理,以匹配示波器的輸入范圍。
- 調理后的信號通過同軸電纜或BNC接口傳輸至示波器。
二、記憶示波器的配置與操作
- 通道設置
- 將傳感器信號接入示波器的某一通道(如CH1),并確保接地良好。
- 根據(jù)信號幅值調整示波器的垂直靈敏度(V/div),避免信號過載或顯示過小。
- 觸發(fā)設置
- 設置邊沿觸發(fā)或脈寬觸發(fā),以穩(wěn)定捕獲振動信號的周期性波形。
- 對于間歇性振動,可啟用單次觸發(fā)模式,等待振動事件發(fā)生時自動捕獲波形。
- 時基調整
- 根據(jù)振動頻率調整水平時基(s/div),確保波形在屏幕上完整顯示。
- 例如,對于100Hz的振動信號,時基應設置為10ms/div或更小。
- 存儲與分析
- 捕獲的波形可存儲至示波器的內部存儲器或外部USB設備。
- 使用示波器的數(shù)學運算功能(如FFT頻譜分析)提取振動信號的頻率成分,識別故障特征頻率。
三、振動信號的分析方法
- 時域分析
- 觀察振動波形的幅值、周期、沖擊特征,判斷是否存在異常沖擊或周期性振動。
- 頻域分析
- 通過FFT變換將時域信號轉換為頻域信號,識別振動的主要頻率成分。
- 對比正常工況下的頻譜圖,定位故障特征頻率(如齒輪嚙合頻率、軸承故障頻率)。
- 包絡分析
- 對振動信號進行包絡解調,提取低頻調制信號,用于診斷滾動軸承的局部故障。
四、應用案例
- 齒輪箱故障診斷
- 采集齒輪箱振動信號,通過FFT分析發(fā)現(xiàn)嚙合頻率及其倍頻處存在邊帶,結合包絡分析定位齒輪局部剝落故障。
- 滾動軸承故障診斷
- 監(jiān)測軸承振動信號,發(fā)現(xiàn)高頻沖擊成分,其頻率與軸承故障特征頻率(如外圈故障頻率)一致,判斷軸承存在外圈點蝕。
五、注意事項
- 傳感器安裝
- 傳感器應剛性安裝在振動測點上,避免松動導致信號失真。
- 環(huán)境干擾
- 避免電磁干擾(如電機、變頻器)影響信號質量,必要時使用屏蔽電纜。
- 示波器帶寬
- 確保示波器的帶寬足夠覆蓋振動信號的最高頻率成分(通常為采樣頻率的1/5)。
通過上述方法,記憶示波器可有效采集和分析機械振動信號,為故障診斷提供關鍵數(shù)據(jù)支持。