設(shè)備故障診斷 - 聲診斷技術(shù)
聲診斷技術(shù)是利用聲學(xué)原理進(jìn)行設(shè)備故障診斷的技術(shù)。聲診斷技術(shù)包括聲和噪聲診斷、超聲波診斷法和聲發(fā)射診斷法。
聲和噪聲診斷法根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)出的聲音和噪聲來判斷設(shè)備是否發(fā)生故障的技術(shù)叫做聲和噪聲診斷技術(shù)。聲音診斷用的傳感器是送話器和傳聲器，它們把聲音信號(hào)送到放大器后直接讀數(shù)或進(jìn)行信號(hào)處理，也可以先記錄到磁帶上然后再行處理。
對(duì)于聲和噪聲的信號(hào)處理所用分析工具一般是頻譜分析、倒頻譜分析、頻率分析和倒頻率分析，根據(jù)這些分析的圖形進(jìn)行設(shè)備故障的診斷，在設(shè)備工作中對(duì)于設(shè)備工程結(jié)合機(jī)械零部件的損傷常采用敲擊的方法進(jìn)行聲診斷從而得出對(duì)設(shè)備故障的判斷。
超聲波診斷法
超聲波診斷是屬于無損檢測(cè)的一種重要方法，在設(shè)備診斷技術(shù)中發(fā)揮重要作用。它是通過超聲波發(fā)生器的發(fā)射與接收來判斷設(shè)備零部件缺陷的。
超聲波診斷有這樣三種方法：
①回波脈沖法，即用同一個(gè)探頭發(fā)射同時(shí)接收反射回來的超聲波的方法。
②穿透?jìng)鬏敺?，即用一個(gè)探頭發(fā)射超聲波，用另一個(gè)探頭接收超聲波。
③共振測(cè)量法，即利用超聲波共振來判斷被測(cè)物體的厚度，其公式是
超聲波診斷主要用來監(jiān)測(cè)金屬壓力容器和管道的腐蝕、壁厚、金屬材料及零部件的內(nèi)部缺陷與裂紋，鑄件、鍛件和焊件的內(nèi)部缺陷等等，這種診斷方法是十分有效和可靠的。
聲發(fā)射診斷法，傳統(tǒng)的聲發(fā)射診斷是通過診聽設(shè)備內(nèi)部發(fā)出的聲音來判斷設(shè)備運(yùn)行狀況正常與否的診斷技術(shù)。它使用的診斷工具十分簡(jiǎn)單，它只用一把較大的螺絲刀或一根木棒放在設(shè)備的某個(gè)部位，另一頭用手支承在耳朵部位這樣就可通過對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生的聲音信號(hào)傳人耳內(nèi)，根據(jù)工作者的經(jīng)驗(yàn)來判斷聲音信號(hào)的特征與正常聲音信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)比較，從而得出是否發(fā)生故障的判斷結(jié)論。這一傳統(tǒng)方法在多年的工作中使人們積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，有效地防止了設(shè)備故障的發(fā)生。
但這種方法畢竟有很大的局限性，對(duì)簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)備診斷有效，而對(duì)復(fù)雜的診斷就很困難了，當(dāng)然這也代表了當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力發(fā)展水平。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是微計(jì)算技術(shù)和傳感等的技術(shù)的快速發(fā)展，在機(jī)械設(shè)備大型化、復(fù)雜化、自動(dòng)化的同時(shí)，設(shè)備診斷技術(shù)的智能化也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，就聲發(fā)射診斷技術(shù)的發(fā)展就是突出的一例。
聲發(fā)射，就是材料在變形時(shí)迅速釋放能量所發(fā)出的聲音。比如，我們?nèi)粘Ｄ芨杏X到的木料在超負(fù)荷的作用下接近斷裂時(shí)發(fā)出的嘎嘎聲便是。但是，多種其它材料在變形時(shí)產(chǎn)生的聲發(fā)射是人的耳朵不能聽到的，當(dāng)能聽到結(jié)構(gòu)的聲發(fā)射時(shí)，可能問題就嚴(yán)重的多了。
所以，應(yīng)用聲發(fā)射診斷技術(shù)，將傳感放置被測(cè)設(shè)備部位的表面上，測(cè)得零部件變形時(shí)發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，從而達(dá)到對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的目的。
聲發(fā)射診斷技術(shù)所用的傳感器是有多種多樣的，其中最常用的一種是壓電傳感器。如果把壓電傳感器比作“耳朵”，那么，它的“耳膜”就是壓電晶體了。當(dāng)壓電晶體受到聲壓作用時(shí)，立即產(chǎn)生出與聲幅成比例的電壓。壓電傳感器所能產(chǎn)生的直流電壓約為20mV/gf，它能對(duì)幾赫茲到幾十萬赫茲的頻率產(chǎn)生反應(yīng)。
傳感器一般裝在一個(gè)金屬殼內(nèi)，底部是一層陶瓷薄膜，聲壓經(jīng)由陶瓷薄膜通過傳導(dǎo)膠體傳到晶體上，晶體產(chǎn)生出的與聲幅成比例的電壓匯集到黃銅片上向外輸出。傳感器有一平坦的表面，在它和被測(cè)結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用媒介液或耦合劑作為介質(zhì)。采用這種可測(cè)出設(shè)備發(fā)出的極其微弱的聲波。
微弱的聲波所產(chǎn)生的壓力往往小于百萬分之一大氣壓。因此，要能夠?qū)?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行有效的分析，就需要將傳感器輸出的信號(hào)放大十幾萬倍，這些以目前技術(shù)條件是可以做到的。
傳感器的輸出電壓同一定頻率的振幅變化成線性關(guān)系。但是，傳感器的輸出又隨不同的頻率而變，亦即在晶體的諧振頻率之下，傳感器具有最大的功率輸出和最高的靈敏度。因此，當(dāng)用它來監(jiān)測(cè)某種特定頻率的聲發(fā)射時(shí)，應(yīng)選用諧振頻率與此相應(yīng)的傳感器。
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