什么是振動監(jiān)測？監(jiān)測振動對工業(yè)設備有什么意義？

一、什么是振動監(jiān)測？

振動監(jiān)測是指應用振動傳感器對機械設備振動信號進行采集、處理，并結(jié)合被監(jiān)測對象的歷史狀況，定位故障點位、分析故障原因的一種預測性維護手段，具有診斷直接、監(jiān)測實時和故障類型覆蓋范圍廣的特點。

可以理解為振動監(jiān)測為機械設備提供了一個反饋記錄，它可以捕捉并記錄設備的每一次微小振動數(shù)據(jù)。至今，振動診斷的理論和測量方法都已經(jīng)較為成熟，成為無損檢測技術②中最為常見、便捷、有效的機械故障的診斷技術手段之一。

近年來，隨著芯片技術及AI智能領域的快速發(fā)展，工業(yè)設備智能化也在傳統(tǒng)制造業(yè)遍地開花，智能振動傳感器的問世讓振動數(shù)據(jù)得到了更加深度、有效的挖掘利用，原始振動波形數(shù)據(jù)的采集分析為設備的故障預測帶來更多信息，讓振動監(jiān)測更為精密。

二、振動監(jiān)測幾大要素

在深入了解振動監(jiān)測前，我們先來關注基礎核心名詞——振動。

振動是指物體相對于平衡位置所作的往復運動。機械振動是復雜的，而所有的復雜振動都可以看做是若干個不同特征值的簡諧振動的組合。

也就是說，利用頻譜分解的手段，我們可以將復雜振動分解為各個簡諧振動，此時的簡諧分量及其各自的振幅、頻率和初相位就叫作復雜振動的頻譜。

在物理學的定義中，振動三要素分別為振幅、頻率、相位。

1、振幅A（Amplitude）

在機械振動中，振幅是物體振動時離開平衡位置最大位移的絕對值，描述了物體振動幅度的大小和振動的強弱，分別可以用振動位移、振動速度、振動加速度值加以描述和計量。振動位移具體地反映了間隙的大小，振動速度反映了能量的大小，振動加速度反映了沖擊力的大小。

2、頻率f（Frequency）

頻率f是物體每秒鐘內(nèi)振動循環(huán)的次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。振動按頻率范圍分，可以分為低頻振動f<10Hz、中頻振動f=10~1000Hz和高頻振動f>1000Hz。較為早期的故障特征通常也在較高頻率范圍內(nèi)發(fā)生。

頻率是振動特性的標志，是分析振動原因的重要依據(jù)。對旋轉(zhuǎn)機械來說，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)一周就是完成了一個振動過程，為一個周期，或者說振動循環(huán)變化了一次。在振動信號分析中，常將振動頻率與設備轉(zhuǎn)速做比較：1X表示與轉(zhuǎn)速頻率相等的頻率，稱之為工頻或基頻；0.5X表示半頻；2X表示二倍頻；3X表示三倍頻，依次后推。

頻率分析是振動故障診斷領域最基本的工具之一，不同故障往往所對應的頻率不同，所以故障特征頻率也是判斷故障的必要條件之一。

3、相位（Initial phase）

相位是在給定時刻振動體被測點相對于固定參考點的位置，單位是度（°）。

相位是振動在時間先后關系上或空間位置關系上相互差異的標志，例如同一部件不同位置處的振動或不同部件之間的振動。對于單通道的振動信號來說，相位僅僅反映了時間為零時的初始狀態(tài)；如果是多通道同步采集到的振動信號，相位就變得很有意義。相位的時序（即：信號先后的時序關系）反映了各路振動信號的傳遞路徑遠近，可以以此來確定振源。在復雜周期信號合成中，每一簡諧振動的初相位直接影響合成后振動信號的形態(tài)。