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1. 检测定义

振动信号分析量测是一种用于对振动过程中产生的信号进行采集、分析和处理的技术手段。它通过在振动源或受振对象上安装传感器，获取振动信号（通常是电信号形式，如电压或电流信号，这些信号与振动的物理量如位移、速度、加速度等相关），然后运用专业的仪器设备和分析方法，对这些信号进行量化测量，以揭示振动的特征、频率成分、幅值大小、相位关系等信息。

例如，在旋转机械（如电机、风机、泵等）的故障诊断中，通过在设备外壳或轴承座等部位安装加速度传感器，量测振动信号。可以通过分析这些信号来判断设备是否存在不平衡、不对中、轴承磨损等故障，因为不同的故障类型会在振动信号中表现出不同的频率特征和幅值变化。

1. 检测标准

• 在航空航天领域，HB 20238 - 2012《航空发动机振动监测系统通用规范》规定了航空发动机振动监测系统对振动信号量测的要求。包括传感器的性能、信号处理算法、量测精度等方面，以确保能够准确监测航空发动机的振动状态，保障飞行安全。在汽车行业，QC/T 546 - 1999《汽车筒式减振器台架试验方法》规定了汽车筒式减振器振动信号量测的试验设备、试验程序和信号分析方法，用于评估减振器的性能。

• GB/T 11348.3 - 2012《旋转机械转轴径向振动的测量和评定 第 3 部分：耦合的工业机器》：这个标准主要针对旋转机械转轴的径向振动测量和评定。它详细说明了振动信号量测的方法，包括传感器的安装要求、信号调理、数据采集等内容，同时给出了根据振动信号特征判断机器运行状态的标准。

• GB/T 6404.2 - 2005《齿轮装置的验收规范 第 2 部分：验收试验中齿轮装置机械振动的测定》：在齿轮装置的振动信号量测方面，该标准规定了测量齿轮装置振动信号的仪器设备要求、测量位置、测量参数以及信号分析方法，用于评估齿轮装置的机械振动是否符合验收要求。

• *** 10816 - 3:2009《Mechanical vibration - Evaluation of machine vibration by measurements on non - rotating parts - Part 3: Industrial machines with nominal power above 15kW and nominal speeds between 120r/min and 15000r/min》：此标准规定了对功率大于 15kW、转速在 120 - 15000r/min 之间的工业机器非旋转部件振动测量的评价方法。它包括了振动信号测量位置、测量参数（如位移、速度、加速度）的选择，以及基于振动信号幅值对机器振动状态的评价标准。

• IEC 60068 - 2 - 6:2007《Environmental testing - Part 2 - 6: Tests - Test Fc: Vibration (sinusoidal)》：在涉及正弦振动试验部分，规定了振动信号量测的基本要求，包括传感器的类型、安装方式、信号采集系统的性能等，以确保在振动试验过程中能够准确地获取和分析振动信号。

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• 行业标准

2. 检测目的

• 在建筑工程、城市规划等领域，需要对环境振动进行评估。通过量测振动信号，可以确定振动源（如交通振动、工业设备振动）的特性，评估其对周围建筑物、人体健康和精密仪器设备的影响。根据量测结果，可以采取相应的减振措施，如设置隔振沟、安装减振器等，以控制环境振动水平。

• 在产品的研发和生产过程中，振动信号分析量测有助于评估产品的动态性能。例如，在汽车的悬架系统设计中，通过量测车辆在行驶过程中的振动信号，可以评估悬架系统对路面不平度的过滤能力，从而优化悬架的参数（如弹簧刚度、减振器阻尼系数等），提高汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

• 通过对振动信号的分析量测，可以检测机械设备是否存在故障以及故障的类型和严重程度。例如，当滚动轴承出现疲劳剥落时，振动信号的频率成分和幅值会发生特定的变化。通过持续监测和分析这些信号，可以在故障早期进行诊断，从而安排合理的维护计划，避免设备突发故障，实现预测性维护，降低维修成本和停机时间。

• 故障诊断与预测性维护

• 产品性能评估与优化

• 环境振动评估与控制

3. 检测方法

• 时域分析：观察振动信号在时间域内的波形特征，如幅值随时间的变化、峰值、脉冲等。可以计算信号的均值、方差、均方根值等统计参数，用于描述振动的强度。例如，在冲击振动的分析中，时域波形可以直观地显示冲击的时间位置和幅值大小。

• 频域分析：通过傅里叶变换将振动信号从时域转换到频域，得到信号的频谱图。频谱图可以清晰地显示振动信号的频率成分和各频率成分的幅值大小。例如，在旋转机械的故障诊断中，通过分析频谱图可以确定是否存在与旋转频率相关的故障频率成分，如一倍频（对应不平衡故障）、二倍频（对应不对中故障）等。

• 时 - 频域分析：对于非平稳振动信号（如振动信号的频率或幅值随时间变化），时 - 频域分析方法（如小波变换）可以同时在时间和频率两个维度上展示信号的变化情况。这在分析变速旋转机械的振动信号或瞬态振动过程中非常有用。

• 硬件部分：包括信号调理器和数据采集卡。信号调理器用于对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波、隔离等处理，以提高信号的质量。数据采集卡将调理后的模拟信号转换为数字信号，并传输到计算机进行存储和分析。采集卡的采样频率和分辨率等参数要根据振动信号的频率范围和精度要求进行选择。

• 软件部分：用于控制数据采集过程、设置采集参数（如采样频率、采集通道数、触发方式等）和对采集到的数据进行初步处理。同时，软件还提供了一些基本的信号分析功能，如时域波形显示、频谱分析等。

• 加速度传感器：适用于测量振动的加速度信号，具有频率响应范围宽、体积小、重量轻等优点。在安装时，要确保传感器与被测物体表面紧密接触，通常采用螺栓固定、磁吸或胶黏等方式。例如，在电机的振动监测中，将加速度传感器通过螺栓固定在电机的外壳上，以获取电机运行时的振动加速度信号。

• 位移传感器：主要用于测量振动的位移量，对于低频大位移的振动测量较为合适。安装位置要根据被测物体的振动特性和测量要求确定，一般安装在振动位移较大的部位。例如，在大型桥梁的振动监测中，位移传感器可以安装在桥梁的关键支撑点或梁体的端部，用于测量桥梁在风载或车辆荷载作用下的位移变化。

• 速度传感器：介于加速度和位移传感器之间，用于测量振动速度信号。其安装方式与加速度传感器类似，但要注意传感器的敏感轴方向与振动方向一致。在一些对振动速度敏感的设备（如某些精密加工机床）的监测中，速度传感器发挥着重要作用。

• 传感器选择与安装

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