本文 源自于 卓微科技

在工廠的轟鳴聲中，每一臺設(shè)備都像一顆跳動的心臟。如何才能不“拆解"就能精準(zhǔn)把脈，在故障發(fā)生前聽到它的“求救信號"？

對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備而言，振動分析就是我們的“"。但你可能不知道，傳統(tǒng)的振動分析主要關(guān)注設(shè)備的“常規(guī)心跳"（工頻振動），而對于那些預(yù)示著早期損傷的、微弱的“雜音"和“敲擊聲"，它卻常常力不從心。

這時，就需要請出今天的三位主角：振動加速度包絡(luò)、應(yīng)力波與SPM，它們是設(shè)備故障診斷領(lǐng)域的“三劍客"，專攻早期和隱性故障。

若要更形象地理解這“三劍客"如何各顯神通，不妨將它們置于一場音樂會的舞臺之上：

• 應(yīng)力波：就像音樂會上那一聲清脆的鼓槌敲擊鼓面的瞬間，短促、有力、高頻。

• SPM：如同一個專門為捕捉“鼓點"而設(shè)計的智能計數(shù)器，能告訴你鼓點有多響、多密集。

• 振動加速度：就像用普通麥克風(fēng)記錄一場音樂會的所有聲音，人聲、樂器、噪音，甚至咳嗽聲都能混在一起。

• 包絡(luò)分析：則像一位的聲音分析師，它能從嘈雜的全場錄音中，精準(zhǔn)地過濾出“鼓點"的節(jié)奏和規(guī)律，并告訴你這是哪一面鼓在響。

看，是不是立刻清晰了！

下面，我們就來詳細(xì)認(rèn)識這“三劍客"：

SPM--經(jīng)驗老道的“快速篩查員"

• 身份：一套成熟、商業(yè)化的專用檢測方法和測量系統(tǒng)，全稱“沖擊脈沖法"。

• 絕活：它使用32-40 kHz的高頻加速度傳感器，像調(diào)頻收音機(jī)一樣，只收聽由軸承、齒輪缺陷產(chǎn)生的“敲擊聲"（即應(yīng)力波）的能量大小。

• 輸出結(jié)果：直接給你一個簡單的數(shù)值（如dBsv/dBn），并做出明確判斷（如良好/警告/危險）。

• 優(yōu)點：簡單、快速、直觀，無需深厚專業(yè)知識，巡檢人員也能快速判斷設(shè)備狀態(tài)。

• 短板：它只能告訴你“沖擊很大，有問題"，但很難確定哪個部位出了毛病，且對傳感器安裝要求。

應(yīng)力波--無處不在的“物理信使"

• 身份：它本身是一種物理現(xiàn)象，當(dāng)兩個物體表面發(fā)生猛烈沖擊（如軸承滾珠撞擊），就會激發(fā)一種高頻（通常幾十kHz到幾MHz）的應(yīng)力波在材料中傳播。

• 絕活：它是故障的“本源信號"，是沖擊事件的物理本質(zhì)。

• 輸出結(jié)果：參數(shù)（如能量、計數(shù)、幅值）或波形/頻譜。

• 優(yōu)點：作為一項檢測技術(shù)，它能捕捉非常豐富的損傷信息，常用于高精尖的材料研究和診斷。

• 短板：系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，對環(huán)境噪聲敏感。

振動加速度包絡(luò)--明察秋毫的“診斷專家"

• 身份：一種強(qiáng)大而靈活的信號處理算法，學(xué)名叫“包絡(luò)解調(diào)"或“幅值解調(diào)"。

• 絕活：它不挑食，用普通的振動傳感器采集寬帶信號，然后通過軟件算法，從混雜的信號中，抽絲剝繭般提取出故障沖擊的規(guī)律和特征。

• 輸出結(jié)果：它能生成清晰的頻譜圖，就像一張“故障"，直接告訴你這是軸承內(nèi)圈故障、外圈故障還是滾動體故障。

• 優(yōu)點：診斷精度高、靈活性強(qiáng)，能與現(xiàn)有的大部分振動分析系統(tǒng)無縫集成，是現(xiàn)代預(yù)測性維護(hù)的核心技術(shù)。

• 短板：需要專業(yè)知識來正確選擇共振頻帶和解調(diào)頻譜，且如果沖擊未能激起明顯的系統(tǒng)共振，效果會打折扣。

“三劍客"關(guān)系與演進(jìn)

這三者的關(guān)系，揭示了故障診斷技術(shù)從“專用"到“通用"，從“篩查"到“診斷"的演進(jìn)脈絡(luò)。

• SPM與應(yīng)力波：從現(xiàn)象到實踐。SPM是利用應(yīng)力波原理最成功的工程實踐之一。它將抽象的物理現(xiàn)象，轉(zhuǎn)化為一套標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化的測量系統(tǒng)，通過一個固定的高頻共振峰來高效地“捕捉"應(yīng)力波的能量。

• SPM與包絡(luò)分析：兩條技術(shù)路徑的抉擇。它們的目標(biāo)相似，但技術(shù)路徑和最終效果有顯著差異，這直接決定了其現(xiàn)代應(yīng)用場景：

• SPM路徑（專用工具）：專用高頻傳感器→硬件帶通濾波/共振解調(diào)→直接讀出沖擊強(qiáng)度標(biāo)量值（如dB）。優(yōu)勢是簡單快捷，短板是知其然不知其所以然。

• 包絡(luò)分析路徑（通用方法）：通用振動加速度傳感器→采集寬帶信號→軟件算法（帶通濾波+包絡(luò)解調(diào)）→分析故障特征頻譜。優(yōu)勢是精準(zhǔn)診斷，代表了更高的技術(shù)集成性和分析深度。

因此，在現(xiàn)代預(yù)測性維護(hù)中，包絡(luò)分析技術(shù)因其強(qiáng)大的診斷能力和與現(xiàn)有振動平臺的兼容性，已成為實現(xiàn)并超越SPM功能的行業(yè)標(biāo)配。而SPM則因其的簡單易用，在便攜式點檢中仍占有一席之地。

森瑟科技應(yīng)力波傳感器產(chǎn)品簡介：

370AM1應(yīng)力波加速度傳感器是一款測量高頻應(yīng)力波IEPE加速度傳感器, 其特點是采用環(huán)形剪切模式的陶瓷晶體為敏感元件，具有長期保持輸出穩(wěn)定的特性。 此加速度傳感器的內(nèi)部電路是在IEPE的兩線制系統(tǒng)上同時提供恒流源激勵和傳輸?shù)妥杩闺妷狠敵鲂盘枺盘柕貎?nèi)部屏蔽，并與外殼隔離；同時信號放大電路設(shè)計考慮了極性反向保護(hù)。外殼采用激光焊接工藝以保證產(chǎn)品的密封性；輸出連接頭采用標(biāo)準(zhǔn)的MIL-C-5015玻璃絕緣連接器 以滿足不同環(huán)境下使用時輸出的穩(wěn)定性；370AM1系列加速度傳感器通過1/4-28螺紋孔實現(xiàn)與被測對象的牢固連接和安裝。370AM1支持通頻振動監(jiān)測，同時保持高頻共振(~38KHz)特性，其工作原理是通過應(yīng)用諧振點捕捉機(jī)床早期磨損產(chǎn)生的應(yīng)力波振動信號，提前預(yù)警設(shè)備的磨損狀態(tài)，因此很適合應(yīng)用于齒輪箱和軸承的狀態(tài)監(jiān)測。另外，森瑟科技還提供與標(biāo)準(zhǔn)MIL-C-5015接頭配套的線纜：型號16A-L可選。

產(chǎn)品特點：

? 通頻響應(yīng)

? 堅固耐用

? 高靈敏度

? 金屬焊接密封

? 外殼隔離

? ESD防護(hù)

? 極性反向防護(hù)

? EMI/RFI屏蔽

? 高Q值

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