機械振動(dòng)是工業(yè)機械設備運行中的普遍現象。一般來(lái)說(shuō)，機械振動(dòng)是有害的，因為它會(huì )破壞機械的正常運轉。因此，利用振動(dòng)信號來(lái)判斷設備的故障狀態(tài)越來(lái)越受到重視。如果機械設備檢測失敗，其結果不僅會(huì )影響設備的使用壽命，還會(huì )帶來(lái)更大的損失。因此，基于振動(dòng)信號的機械設備故障診斷已經(jīng)成為監測設備狀態(tài)的主要形式。在機械運行過(guò)程中，設備狀態(tài)監測信號是反映設備運行是否正常的信息載體，而振動(dòng)信號是設備的主要監測信號之一。基于振動(dòng)信號的故障監測實(shí)現步驟為：振動(dòng)數據采集、邊緣終端數據處理、遠程服務(wù)器進(jìn)行設備狀態(tài)監測和故障診斷。

01振動(dòng)信號采集

振動(dòng)傳感器通常用于采集機械振動(dòng)信號。振動(dòng)傳感器作為傳感器的一種，在工業(yè)上主要用于檢測機械設備在工作中的振動(dòng)，進(jìn)而判斷設備是否有故障。基于振動(dòng)傳感器的特點(diǎn)，它在預知維修中起著(zhù)重要的作用。常見(jiàn)的振動(dòng)傳感器分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應變傳感器、扭轉振動(dòng)傳感器、扭矩傳感器等。根據測得的力學(xué)量。

云康中充SL2000三合一智能有線(xiàn)傳感器內置三軸振動(dòng)感應加速度計、電容駐極體麥克風(fēng)和PT100鉑電阻，可高精度、快速、連續檢測設備的X、Y、Z三軸振動(dòng)、聲音和溫度信號。經(jīng)抗混疊濾波后，輸出相應信號的電壓幅值，通過(guò)IP65防護等級的天線(xiàn)接入采集終端。

振動(dòng)傳感器廣泛應用于幾乎每個(gè)行業(yè)。比如建筑行業(yè)，鋼鐵行業(yè)，煤炭行業(yè)。通過(guò)加速度采集設備的振動(dòng)信號，傳感器將設備的實(shí)時(shí)振動(dòng)數據傳輸到采集終端。

02邊緣終端數據處理

在振動(dòng)采集過(guò)程中，往往存在多種干擾，導致數據不準確，會(huì )偏離真實(shí)值。因此，在采集振動(dòng)信號后，要提取采集數據的特征值，以提高數據的真實(shí)性和可用性，還要分析振動(dòng)信號的隨機性，以確定具體的處理手段。常用的振動(dòng)信號特征值包括：加速度、速度、位移、主頻、最大值、最小值等。

云康中充IEP3200 edge智能終端專(zhuān)門(mén)用于采集工業(yè)設備的狀態(tài)信息，可以提取各種傳感器的特征信息。傳感器包括三合一有線(xiàn)傳感器、電流諧波傳感器、溫度-振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、液位傳感器等。

03遠程服務(wù)的狀態(tài)監控和故障診斷

分析振動(dòng)數據的主要目的是利用振動(dòng)數據判斷設備的運行狀態(tài)，診斷設備故障。振動(dòng)數據分析主要包括時(shí)域分析和頻域分析。

時(shí)域分析：

時(shí)域振動(dòng)參數分析是機械設備故障檢測和診斷的一種簡(jiǎn)單方法。時(shí)域波形是數據處理器去噪后處理的信號，包含了更多的信息。在時(shí)域診斷中，常用的特征參數有：均值、均方根值、峰值、峭度指數、波形指數、脈沖因子、裕度系數等。通過(guò)監測這些特征參數是否超過(guò)設定的閾值，可以診斷出傳動(dòng)部件的機械故障。

電機實(shí)時(shí)振動(dòng)波形圖

頻域分析：

振動(dòng)信號的時(shí)域頻譜分析是研究故障特征的基本方法之一，可以在頻譜中獲得全面的故障信息。在頻域，主要從幅度譜、功率譜、倒譜和包絡(luò )譜進(jìn)行分析。頻譜的橫坐標表示振動(dòng)信號的頻率單位Hz，縱坐標表示頻率振幅。振幅譜是對振動(dòng)信號進(jìn)行處理后的傅立葉變換(FFT)

設備狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)的本質(zhì)是了解和掌握設備在運行過(guò)程中的狀態(tài)，評估和預測設備的可靠性，在早期發(fā)現故障，識別其原因、位置、危險程度等。預測故障的發(fā)展趨勢，并根據具體情況做出決策。因此，設備狀態(tài)監測與故障診斷技術(shù)包括兩個(gè)方面：識別設備狀態(tài)監測和預測發(fā)展趨勢。該過(guò)程分為多維數據獲取、特征提取、診斷模型和診斷結論四個(gè)基本環(huán)節。

故障診斷的基本流程

綜上所述，利用振動(dòng)信號診斷故障是設備故障診斷中一種有效且常用的方法。機械和結構系統在運行過(guò)程中的振動(dòng)及其特征信息是反映系統狀態(tài)及其變化規律的主要信號。

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