【连载】振动分析知识系列之——关于频谱、波形和相位的简单介绍

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频谱使我们能更容易看清每一个频率。我们也可以看到谐波和边带，通过它们可以告诉我们设备内部的移动以及受到的应力等等。实际的振动往往是很复杂的，而不是简单的振动或是简单的单一频率的振动。如果我们看看从振动传感器过来的原始信号，这个传感器可能放在这个轴承或者其他轴承上，它看起来会非常复杂。但是我们要做的就是把它分解成几个简单的区域。

时域波形本身是非常有价值的。因为它是来自于传感器的原始信号。举个齿轮的例子。齿啮合在一起时会产生一个周期的振动。所以如果有21个齿我们就可以说，轴每旋转一周我们会有21个这些小的周期。如果现在齿轮出现问题，比如说出现了一个断牙，每次断牙啮合时我们会得到一个额外的尖峰。这里我不想谈论齿轮箱故障。重点是时域波形给了我们一些信息，这些信息在频谱中是难以看到的。这里我们可以很清楚地知道发生了什么。但是频谱中是很难看到的。

相位分析会告诉我们更多设备运动的信息。如果一台设备因为不平衡，以一种圆形的方式移动，相位会告诉我们。如果是由不对中，不同的力会产生不同的运动，相位会告诉我们。还有偏心、轴弯曲、轴承翘曲等等。相位读数会告诉我们设备在进行什么样的运动，因此我们可以判断什么力产生了这样的运动，因此判断出现了什么样的故障状态。

有几种方法可以测量相位。最直接但实施并不一定是最简单的方法是在设备上放一个传感器测量振动信号，再加上每旋转一周产生一次脉冲信号的转速传感器，这个转速传感器可以是激光转速计，也可以是光电转速计，或者别的类型的旋转一周产生一次脉冲的转速计。当它看到白色反光带时就得到一个脉冲，这就像一个参考时间。现在我们就知道振动的峰值以什么为参考了。[size=14.6667px]

更简单的一个方式是使用两个加速度传感器。告诉分析仪设备的转速是多少，通过交叉通道分析，就可以测到两个通道的相对相位。通过它就可以看到设备的运动了。它实施起来会更简单。因为不需要停机去贴反光带和布置转速计。

所以，总结下来，频谱分析是最常用的振动分析工具，峰值通常与设备内的组件有关，我们可以看到发生了什么，比如风机叶片不平衡、齿轮缺陷或者滚动轴承缺陷等等。它可以帮助我们诊断很多种故障，帮助我们确定是否有故障需要更密切的关注。时域波形用来生成频谱，但它同样也是非常有用的分析工具，特别是在齿轮箱、滚动轴承以及其他类型的组件。你应该要能够利用时域波形。相位分析可以帮助我们理解设备的运动。它可以帮助区分不平衡、不对中、偏心、轴弯曲以及其他类型的故障。

了解设备、故障状态、以及测量，换句话说，关于信号处理的一点内容是非常重要的。这样你就不仅知道如何正确采集数据，而且当振动发生变化时，你会明白设备里面发生了什么，而不是看着墙上的挂图。希望挂图上显示的内容就是设备实际的问题。生活远比墙上的挂图要复杂。

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