基于振動與聲波（聲發射）技術的設備狀態監測分析

相同處：檢測機械波。

不同處：
1.振動:連續10KHz以下的機械波,結構整體運動狀態檢測位以位移/速度/加速度為基本數據。
2.聲波（聲發射）檢測瞬態可高達200KHz的機械波，局部聲源信息檢測以脈沖包絡參數幅度/持續時間/振鈴計數為基本數據。

圖1 振動檢測原理 正常軸承小振幅振動。有磨損殘缺軸承大振幅振動，固定在軸套上的傳感器的振幅變大。

圖2 聲波（聲發射）檢測原理 平板材料內裂紋尖端聲源機械波傳播到表面然后沿表面傳播被聲波（聲發射）傳感器接收到，振動傳感器不能感知。

圖3 振動信號 低采樣速度表達的低頻連續波形

圖4 聲波（聲發射）信號 高采樣速度表達的高頻脈沖波形和高頻連續波形

振動檢測的應用特點：

1.振動監測適用穩態信號表征的狀態監測與故障診斷，例如轉動機械的狀態監測與故障診斷等。數據穩定，不易受環境機械波干擾，圖1。
2.振動檢測不檢測表面波，傳感器可以不與檢測對象的表面接觸（例如電路板上的MEMS傳感器），傳感器表面可以不用聲耦合劑。
3.低頻信號數據采集數據量小，檢測設備成本低。
4.振動檢測不捕捉瞬態機械波，不能檢測裂紋開裂等稍縱即逝的狀態和故障。
5.振動檢測對檢測對象整體進行檢測，對局部狀態和故障不敏感甚至不能檢測，例如局部微小損傷磨損等不能檢測。

聲波（聲發射）檢測的應用特點

1.聲波（聲發射）檢測適用瞬態和穩態信號表征的狀態監測與故障診斷，例如瞬態信號的裂紋開裂和穩態信號的轉動機械的狀態監測與故障診斷等。瞬態信號檢測時易受環境機械波干擾例如雨滴小顆粒碰撞等。穩態信號檢測時數據穩定，不易受環境機械波干擾。
2.聲波（聲發射）檢測檢測表面波，傳感器必須與檢測對象的表面接觸。
3.高頻信號數據采集數據量大，檢測設備成本高。
4.聲波（聲發射）檢測捕捉瞬態機械波，能檢測裂紋開裂等稍縱即逝的狀態和故障。
5.聲波（聲發射）檢測局部聲源信號，對局部狀態和故障敏感，可以高靈敏度的檢測局部損傷例如微小磨損開裂等，可以更早測得早期的故障狀態。

審核編輯 黃宇