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第六章:第四節(jié)振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析
一、振動(dòng)的基本概念
振動(dòng)可分為機(jī)械振動(dòng)、土木結(jié)構(gòu)振動(dòng)、運(yùn)輸工具振動(dòng)、武器、爆炸引起的沖擊振動(dòng)等。從振動(dòng)的頻率范圍來(lái)分,有高頻振動(dòng)、低頻振動(dòng)和超低頻振動(dòng)等。從振動(dòng)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征來(lái)看,可將振動(dòng)分為周期振動(dòng)、非周期振動(dòng)以及隨機(jī)振動(dòng)等。
2024/2/171振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析地震的巨大威力
2024/2/172振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析地震波形2024/2/173振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析二、測(cè)振傳感器分類
測(cè)振用的傳感器又稱拾振器,它有接觸式和非接觸式之分。接觸式中有磁電式、電感式、壓電式等;非接觸式中又有電渦流式、電容式、霍爾式、光電式等。下面介紹壓電式測(cè)振傳感器及其應(yīng)用。2024/2/174振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析三、壓電式振動(dòng)加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及外形橫向振動(dòng)測(cè)振器縱向振動(dòng)測(cè)振器2024/2/175振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析2024/2/176振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析四、壓電振動(dòng)加速度傳感器的性能指標(biāo)(以某小型“內(nèi)裝IC的壓電加速度傳感器”為例)
技術(shù)指標(biāo):
靈敏度:500mV/g
量程:10g
頻率范圍:4-4000Hz
安裝諧振點(diǎn):15kHz
分辨力:0.00004g
重量:40g
安裝螺紋:M5mm
線性:≤1%2024/2/177振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析五、壓電加速度傳感器的安裝及使用a)雙頭螺絲固定b)磁鐵吸附c)膠水粘結(jié)d)手持探針式
1—壓電式加速度傳感器2—雙頭螺栓3—磁鋼
4—粘接劑5—頂針
2024/2/178振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析六、壓電振動(dòng)加速度傳感器在汽車中的應(yīng)用
加速度傳感器可以用于判斷汽車的碰撞,從而使安全氣囊迅速充氣,從而挽救生命;還可安裝在氣缸的側(cè)壁上,盡量使點(diǎn)火時(shí)刻接近爆震區(qū)而不發(fā)生爆震,但又能使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出盡可能大的扭矩。2024/2/179振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析爆震波形
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣缸點(diǎn)火時(shí)刻必須十分精確。如果恰當(dāng)?shù)貙Ⅻc(diǎn)火時(shí)間提前一些,即有一個(gè)提前角,就可使汽缸中汽油與空氣的混合氣體得到充分燃燒,使扭矩增大,排污減少。但提前角太大時(shí),混合氣體產(chǎn)生自燃,就會(huì)產(chǎn)生沖擊波,發(fā)出尖銳的金屬敲擊聲,稱為爆震,可能使火花塞、活塞環(huán)熔化損壞,使缸蓋、連桿、曲軸等部件過(guò)載、變形,可用壓電傳感器檢測(cè)并控制之。2024/2/1710振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析爆震測(cè)量2024/2/1711振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析七、振動(dòng)的頻譜分析及儀器時(shí)域圖形
測(cè)量時(shí)域圖形用的是示波器,測(cè)量頻域圖形用頻譜儀.2024/2/1712振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析頻譜儀
頻域圖形(頻譜圖)
頻譜圖或頻域圖:它的橫坐標(biāo)為頻率f,縱坐標(biāo)可以是加速度,也可以是振幅或功率等。它反映了在頻率范圍之內(nèi),對(duì)應(yīng)于每一個(gè)頻率分量的幅值。2024/2/1713振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析頻譜儀外形(續(xù))
頻域圖(頻譜圖)(參考深圳安泰信電子有限公司資料)2024/2/1714振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析頻域圖形
對(duì)應(yīng)于時(shí)域波形(失真的正弦波)的譜線圖2024/2/1715振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析振動(dòng)時(shí)域/頻域圖形(參考東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所資料)不同頻率的正弦波頻譜變化2024/2/1716振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析振動(dòng)時(shí)域/頻域圖形(續(xù))
(參考東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所資料)包含高次諧波的頻譜2024/2/1717振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析基波與三次諧波的頻譜2024/2/1718振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析基波與3次諧波合成的波形2024/2/1719振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析方波可分解成同頻基波及
3、5、
7……奇次
諧波2024/2/1720振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析依靠頻譜分析法進(jìn)行故障診斷
減速箱故障分析a)時(shí)域波形b)頻域波形2024/2/1721振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析爆破振動(dòng)記錄儀打印機(jī)2024/2/1722振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析
地震是引發(fā)海嘯的主要原因之一。地震中斷層移動(dòng)導(dǎo)致斷層間產(chǎn)生空洞,當(dāng)海水填充這個(gè)空洞時(shí)產(chǎn)生巨大的海水波動(dòng)。這種海水波動(dòng)從深海傳至淺海時(shí),海浪陡然升到十幾米高,并以每秒數(shù)百米的速度傳播。海浪沖到岸上后,將造成重大破壞。海嘯預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)海底的振動(dòng)壓力傳感器記錄海浪變化的數(shù)據(jù),并傳送到信息浮標(biāo),由信息浮標(biāo)發(fā)送到氣象衛(wèi)星,再?gòu)臍庀笮l(wèi)星傳送到衛(wèi)星地面站。海嘯預(yù)警系統(tǒng)2024/2/1723振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析氣象接收及發(fā)射天線振動(dòng)壓力傳感器6000m海底浮標(biāo)深海地溝2024/2/1724振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析2024/2/1725振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析本章作業(yè)
P108:2、32024/2/1726振動(dòng)測(cè)量及頻譜分析2024/2/1727振動(dòng)
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