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[综合讨论] 故障机组录音的频谱分析的价值

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发表于 2013-2-3 20:03 | 显示全部楼层 |阅读模式

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对振动噪声故障诊断等一知半解,发帖来请教。
当我们发现机组有某种异常振动噪声时,因为不清楚故障的原理,于是把噪声用简单的设备(手机、相机)录了下来,然后转成wav格式,在matlab中分析一下声音的频谱,在频谱中也确实发现了一些特点(如下图的倍频特征),这样的分析有价值没?还可以怎么更进一步?有必要换用什么专业点的设备再次测试?
快照34.png

附matlab代码(网上找的):
  1. [y,Fs,bits]=wavread('3236_100.wav');
  2. y=y(:,1);
  3. sigLength=length(y);
  4. Y = fft(y,sigLength);
  5. Pyy = Y.* conj(Y) / sigLength;
  6. halflength=floor(sigLength/2);
  7. f=Fs*(0:halflength)/sigLength;
  8. figure;plot(f,Pyy(1:halflength+1));xlabel('Frequency(Hz)'); %频域图像
  9. t=(0:sigLength-1)/Fs;
  10. figure;plot(t,y);xlabel('Time(s)'); %时域图像
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发表于 2013-2-4 09:13 | 显示全部楼层
是风力发电机组么?
之前在展会上了解过一点
噪声本质上也是振动通过空气媒介向外界传递,与传统的振动监测在监测频率范围上不同
音频会反应一些部件如轴承,极早期的缺陷,一般会反应在20khz以上的频率段
类似lz这种应用是否有价值
看论坛里有没从事声学仪器方面人士的给解释下吧
发表于 2013-2-4 09:56 | 显示全部楼层

目前在声音这块研究得比较少,如果将振动和声音结合起来,我觉得应该有助于分析诊断。
 楼主| 发表于 2013-2-5 11:34 | 显示全部楼层

是风电机组。我也同意您对振动和噪声关系的解释。我想如果我们对这一种特定故障的振动规律理解的很清楚了,而同时的噪声也能观测到对应的规律,那么也许就应该可以用对噪声的分析来替代振动采集和分析。毕竟录音比采集振动要简单的多。
发这个帖也是想来请教,这种方法是否可行可靠,是否有过成熟的应用?
发表于 2013-2-5 11:51 | 显示全部楼层
我倒是觉得声音采集比振动更麻烦,要求更高,因为环境干扰太强。

点评

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您说的对,不过我的意思是一切从简的声音采集。看下面大家的讨论,或许能够做简单的参考、初步的判断。环境干扰确实得考虑到,因此不能盲从深究这种数据。  发表于 2013-2-25 21:53
发表于 2013-2-5 12:09 | 显示全部楼层
其实早期的故障诊断就是用手摸,用耳听,用眼看,用身体去感受。
手对于感知抖动,冲击类能量较大的振动有优势,类似于加速度传感器。
耳听对于中高频的振动有优势,并且可以发现一些瞬时能量释放的振动,例如有的振动身体感受不到,但是耳可以听到,但同样有些振动耳朵分辨不清。
眼可以对低频振动的分析有优势,也就是位移的变化,肉眼可以看得出来,并且可以伴随相位,例如齿轮箱的轴向攒动,风机的机舱晃动等。
身体对于低频振动有优势,但是与坐姿等有关,我认为是把人自己作为一个激励物,不同的姿势决定了自己的阻尼,弹性系数,对振动的感受也不一样,例如在风机里有些振动自己看不到,但是明显可以感觉到晕,有些振动你摸不到,看不到,听不到,但是屁股坐上去之后有抖动感。

有兴趣的可以研究一下GBT_GB13441[1].1-2007_机械振动与冲击_人体暴露于全身振动的评价

声学与振动的结合在一定条件下是适用的,并且成本低,可以使用。
发表于 2013-2-6 14:31 | 显示全部楼层
很有意义的话题!
(1)我做振动检测与故障诊断的经验是:只有同时分析振动与噪声两种信号,才能作出准确的判断。
有的时候,振动信号像一锅东北乱炖,其频谱、波形、解调会集体失灵,凶手隐藏其中;此时,如果尝试着将振动信号转换成音频信号,然后专心地用心去听,则可能会带来意想不到的惊喜,它能帮助你从中辨别出振动、异响的真正元凶。(matlab里将振动波形数据转化为音频文件的函数是wavwrite)
当然,分析噪声的前提条件是你得拥有一双灵敏的耳朵,相当于噪声传感器,这需要平时刻意的训练,多听、多感觉。想一想,盲人的听力是不是很厉害?
(2)LZ提到的方法也给我提供了一条新的思路:如果有一天,当我们振动分析师身边没有佩戴宝剑——“测振仪”时,我们还可以利用手机进行录音,回家后借助matlab将其转化成数字信号,再进行波形频谱分析。虽然噪声信号容易受到外界的干扰(噪声采集条件相比振动采集更严格),但在一定程度上也能收集到设备异常振动的证据,至少可以帮助我们计算关键频率值。总之,振动检测与故障诊断工作主要还是靠人,千万不要迷信各种先进的检测设备。

点评

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是的,我做的就是您讲的第二种情况。我还做过噪声与振动的对比,在我做的那一个案例,二者的特征频率对应的还是很好的。 不过用同样的方法,也遇到过噪音采集含有太多干扰的情况。  发表于 2013-2-25 21:56
发表于 2013-2-6 15:15 | 显示全部楼层
我到觉得这个方法不一定可行;
因为手机录音接受的 音频信号 也是有一定范围的 相对于对原始的信号做了一个滤波,经过滤波后再处理,信号可能已经与原始的信号不一样了。会有一定的丢失。
 楼主| 发表于 2013-2-25 21:58 | 显示全部楼层
ctgu_zheng 发表于 2013-2-6 15:15
我到觉得这个方法不一定可行;
因为手机录音接受的 音频信号 也是有一定范围的 相对于对原始的信号做了一个 ...

您说的有道理,所以我也想过应该了解一下普通手机麦克风的参数,采集的频率范围、与专业噪声采集的麦克风有何不同等等。  不过目前还没搜集到什么资料。
发表于 2013-2-27 16:16 | 显示全部楼层
普通的手机等录制的音频信号频响通常20HZ到几KH,真正录制设备近场声音信号通常使用调频录制,手机等多数是录制调幅信号,也就是对20HZ以下信号基本失真!
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