Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,bmainstrument,Copyright,BMA Advanced Instrument Ltd.,振动和冲击脉冲的区别,第一页，共二十一页振动和冲击脉冲的区别,一、振动和脉冲的概念：,1,、振动的概念,机械或结构在平衡位置附近的往复运动,;,广义地说，任何物理量交替增减变化的现象都叫做振动2,、脉冲的概念,脉搏的跳动产生的冲击波脉冲的定义其实是这样的,:,电压或电流的波形象心电图上的脉搏跳动的波形第二页，共二十一页二、振动和脉冲的区别,1、振动和脉冲产生的原因不同？,1冲击脉冲信号的产生,冲击脉冲是在刚性材料中传播的一种弹性波，是刚性物体之间如钢相互碰撞的结果由于碰撞的原因，冲击点处的材料分子受到加速度作用，并通过靠近冲击点的材料分子传递至周围的分子中，直到形成一个特性波我们称为前导波。
第三页，共二十一页假设碰撞点上的材料足够坚硬且碰撞发生在极短的时间段内，那么会生成非常强烈的前导波，且该波在材料中以声速传播如图1所示前导波在钢中的传播速度通常为5000m/s，持续的时间一般为几微秒到几十微秒图,1,：弹性波前的产生为点对点碰撞的结果,前导波,第四页，共二十一页2、振动信号的产生,振动是物体受到外力的作用，在外力作用下做功，并将能量进行传递一种形式，它是一种受到外力作用后的一种效果表达假设不考虑阻尼的作用，物体必将持续运动现实生活中，阻尼必然存在，所以，物体的振动必将受到持续外力的鼓励才能持续的振动阻尼的大小决定振动的类型和大小第五页，共二十一页3、振动和脉冲产生的先后顺序和关系,小钢球撞击铁棒的试验,撞击首先产生脉冲信号-红色局部,铁棒接收到冲击后转换成运动形式,-,振动,由于持续的鼓励，振动和脉冲信号叠加在一起,第六页，共二十一页冲击脉冲只传播于坚硬材料如钢中，具有非常急剧的上升和下降时间的弹性波，在整体材料中的传播速度为音速一般为5000m/s冲击脉冲生成于相碰撞的两个物体的接触点，如滚动体撞击滚道上剥落处的锋利边缘，持续的时间一般为几微秒到几十微秒冲击脉冲的频率组成范围非常宽，包含很多高频能量；,由于上面的原因，我们通过振动来分析冲击信号，根本没有可能，分析的信号仅仅是振动的信号，因为振动传感器的响应范围一般在10KHz左右，高频信号丧失；,如设备不平衡所产生的机械波，并不属于冲击脉冲，不含有高频能量，是典型的振动波；,冲击脉冲的幅值与冲击瞬间的相对速度成正比。
第七页，共二十一页三、脉冲信号的捕捉方式,问题一：,前面我们说到，脉冲信号持续时间很短，持续的时间一般为,几微秒到几十微秒,，这么短的时间必然带来一个问题,-,如何保证前后冲击信号这间不互相叠加和干扰？,为了解释这个问题，我们来做一个试验：,我们用一支钢笔敲击杯子,会产生嗡嗡的声音,;,连续敲击就产生叠加的声音信号,如果我们敲击,1,次,马上用手抓住杯子,声音就马上消失,第八页，共二十一页通过这个试验,我们知道防止前后冲击信号的干扰,必须在硬件上做处理.这也是为什么脉冲和振动传感器不能互换的原因之一振动传感器既用来采集振动信号又采集脉冲信号是不可能的第九页，共二十一页问题二,脉冲是一个高频的信号，高频信号一般能量很低，如何捕捉到这样的信号？,第十页，共二十一页脉冲传感器,工,工作频率设,定,定在32KHz共振峰,处,处，不同于,振,振动传感器,设,设在振动传,感,感器灵敏度,曲,曲线直线段,局,局部，一般,频,频率范围在1-10KHz冲击脉冲利,用,用共振效应,来,来取信号，,这,这样可以将,信,信号放大5-7倍，确,保,保可以抓到,可,可靠信号前提是共振,，,，如何保证,脉,脉冲传感器,能,能在32KHz发生共,振,振至关重要,。
第十一页，,共,共二十一页,时域中上升和下降持续时间短的强烈脉冲,频域中包含很宽高能量的频率成分,能量,频率,时间,幅值,傅里叶变换,前面我们讲,过,过，脉冲信,号,号持续时间,很,很短，在时,域,域中相当于,一,一根线如,上,上左图所示,对这样的信,号,号进行傅里,叶,叶变换，根,据,据数学上的,斯,斯托克斯定,律,律，就能看,到,到如上右图,所,所示的频谱,，,，在这个频,谱,谱图中包含,几,几乎所有的,频,频率成分，,当,当然也包含,32KHz,频率成分，,必,必然激起冲,击,击脉冲传感,器,器发生共振,第十二页，,共,共二十一页,时域中上升,和,和下降持续,时,时间较长的,轻,轻微脉冲,频域中包含,较,较少高频能,量,量的频率成,分,分,幅值,能量,时间,频率,傅里叶变换,轻微脉冲,，,，进行傅,里,里叶变换,后,后，频域,中,中不含高,频,频率能量,成,成分，也,就,就不可能,激,激起传感,器,器共振，,也,也就抓不,到,到放大的,信,信号第十三页,，,，共二十,一,一页问题三,反过来，,脉,脉冲传感,器,器可以用,来,来做振动,分,分析吗？,答案是否,认,认的，为,了,了说明这,个,个问题，,我,我们看一,下,下脉冲信,号,号的处理,过,过程：,第十四页,，,，共二十,一,一页。
信号进行,1,次带通滤波，过滤掉低频的信号,0,半波整流,0,包络处理,0,共振捕捉,的,的信号,由于信号,中,中的低频,率,率信号被,过,过滤，所,以,以如设备,不,不平衡、,不,不对中信,号,号、松动,等,等信号被,彻,彻底拿掉,了,了，所以,脉,脉冲信号,不,不能分析,普,普通振动,的,的问题第十五页,，,，共二十,一,一页问题四,冲击脉冲,信,信号能做,什,什么分析,？,？,我们通过,对,对轴承滚,动,动体和滚,道,道间相互,作,作用的研,究,究，我们,发,发现即使,在,在状况非,常,常良好的,轴,轴承中，,每,每秒内也,会,会产生上,百,百次的冲,击,击脉冲，,这,这些冲击,脉,脉冲正是,源,源自所有,滚,滚动轴承,中,中极小的,微,微米级的,碰,碰撞在健康、,润,润滑良好,的,的轴承中,，,，只有粗,糙,糙外表中,最,最高的凸,起,起会产生,接,接触贯,穿,穿油膜,，,，所以会,产,产生相对,来,来说比较,低,低幅的冲,击,击脉冲；,而,而在润滑,较,较差的轴,承,承中，重,复,复率和幅,值,值都会增,高,高我们,还,还发现滚,道,道或滚动,体,体有损坏,的,的轴承会,产,产生很高,幅,幅值的冲,击,击脉冲，,其,其重复率,取,取决于轴,承,承的几何,参,参数和轴,的,的转速。
冲,冲撞所产,生,生的冲击,脉,脉冲的力,量,量和碰撞,物,物体间的,相,相对速度,有,有关以,滚,滚动轴承,为,为例，生,成,成的冲击,脉,脉冲的幅,值,值和滚动,体,体的速度,成,成正比第十六页,，,，共二十,一,一页通过40,多,多年大量,的,的实践证,明,明，冲击,脉,脉冲来诊,断,断滚动轴,承,承故障具,有,有振动无,法,法比较的,优,优势1比,振,振动提前,预,预知滚动,轴,轴承的故,障,障，因为,冲,冲击脉冲,共,共振放大,的,的作用；,2能,诊,诊断滚动,轴,轴承的故,障,障，而且,可,可以诊断,润,润滑的状,况,况；见动,画,画3诊,断,断齿轮箱,滚,滚动轴承,故,故障更清,晰,晰因为,齿,齿轮箱上,齿,齿轮的啮,合,合振动信,号,号很强，,常,常常把滚,动,动轴承的,振,振动信号,淹,淹没掉冲,冲击脉冲,把,把齿轮的,啮,啮合信号,过,过滤掉，,只,只保存滚,动,动轴承的,信,信号，分,析,析起来更,容,容易第十七页,，,，共二十,一,一页问题五,为什么设,定,定冲击脉,冲,冲传感器,共,共振频率,为,为32KHz？,冲击脉冲,传,传感器包,含,含黄铜棒,和,和带通滤,波,波器的设,计,计，确保,每,每个传感,器,器都在32KHz,发,发生共振,。
由于冲,击,击脉冲包,含,含很宽范,围,围的频率,信,信号，其,中,中必然含,有,有触发传,感,感器振动,的,的32KHz频率,成,成分，这,样,样冲击脉,冲,冲传感器,在,在接触冲,击,击脉冲时,由,由于共振,放,放大的作,用,用，使得,传,传感器反,响,响很明显,第十八页,，,，共二十,一,一页所有冲击,脉,脉冲传感,器,器都经过,一,一致校准,，,，在接触,冲,冲击脉冲,时,时，能具,有,有完全同,等,等的性能,，,，即幅值,和,和衰减时,间,间都是一,致,致的，且,所,所有传感,器,器几乎完,全,全相同这,这也振动,传,传感器做,不,不到的主,要,要原因，,我,我们都知,道,道每个振,动,动传感器,都,都有自己,的,的灵敏度,，,，需要单,独,独设置与使用标,准,准振动传,感,感器的振,动,动包络技,术,术比较，,由,由于其技,术,术是基于,设,设备自身,的,的结构共,振,振频率，,不,不同设备,结,结构共振,频,频率差异,很,很大，所,以,以当振动,传,传感器接,触,触冲击脉,冲,冲时，其,性,性能表现,特,特征非常,不,不明显32KHz的共振,频,频率是个,最,最佳答案,的,的折中方,法,法，因为,其,其大于由,不,不平衡、,不,不对中和,齿,齿轮啮合,所,所产生的,干,干扰性低,频,频信号的,频,频率，又,也,也低于设,备,备所产生,的,的超声段,频,频率信号,。
这是我,们,们设置32KHz,的,的主要原,因,因第十九页,，,，共二十,一,一页Copyright,BMAAdvancedInstrumentLtd.,At yourservice.,bmainstrument,第二十页,，,，共二十,一,一页内容总结,bmainstrument由于,碰,碰撞的原,因,因，冲击,点,点处的材,料,料分子受,到,到加速度,作,作用，并,通,通过靠近,冲,冲击点的,材,材料分子,传,传递至周,围,围的分子,中,中，直到,形,形成一个,特,特性波,我,我们称为,前,前导波,假设碰,撞,撞点上的,材,材料足够,坚,坚硬且碰,撞,撞发生在,极,极短的时,间,间段内，,那,那么会生,成,成非常强,烈,烈的前导,波,波，且该,波,波在材料,中,中以声速,传,传播前,导,导波在钢,中,中的传播,速,速度通常,为,为5000m/s,，,，持续的,时,时间一般,为,为几微秒,到,到几十微,秒,秒3,、,、振动和,脉,脉冲产生,的,的先后顺,序,序和关系,第二十一,页,页，共二,十,十一页。