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本文主要介紹2012年注冊(cè)資產(chǎn)評(píng)估師考試《機(jī)電設(shè)備評(píng)估基礎(chǔ)》第九章 設(shè)備故障檢測(cè)與故障診斷技術(shù)的知識(shí)點(diǎn)精講輔導(dǎo)，希望對(duì)您的復(fù)習(xí)有所幫助!!

第三節(jié)　設(shè)備故障診斷常用的方法

一、振動(dòng)測(cè)量法

★（一）振動(dòng)的分類

確定性振動(dòng)和隨機(jī)振動(dòng)。

★（二）振動(dòng)的基本參數(shù)

振幅、頻率和相位是振動(dòng)的基本參數(shù)。

振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律除了可以用位移的時(shí)間歷程描述外，還可以用速度和加速度的時(shí)間歷程來(lái)描述。

★★★★（三）常用的測(cè)振傳感器

1.壓電式加速度傳感器。

包括壓緊彈簧、質(zhì)量塊、壓電晶片和基座等基本部分。

壓電式加速度計(jì)屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。無(wú)需外電源，靈敏度高而且穩(wěn)定，有比較理想的線性。

2.磁電式速度傳感器。典型的能量轉(zhuǎn)換型傳感器。

這種傳感器輸出功率大，性能比較穩(wěn)定，可以做成不同結(jié)構(gòu)形式，因此應(yīng)用較普遍。但存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，壽命比較短。

3.電渦流位移傳感器。

屬于能量控制型傳感器。渦流位移傳感器屬于非接觸式測(cè)量。線性范圍大、靈敏度高、頻率范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)影響以及非接觸測(cè)量。

電渦流位移傳感器被廣泛用來(lái)測(cè)量汽輪機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)軸系的振動(dòng)、軸向位移、轉(zhuǎn)速等。

★★★（四）異常振動(dòng)分析方法

1.振動(dòng)總值法

振動(dòng)值可用加速度、速度或位移來(lái)表示，通常都選用振動(dòng)速度這個(gè)參數(shù)。

2.頻譜分析法

頻譜分析就是將時(shí)域信號(hào)變換為頻域信號(hào)（在時(shí)域信號(hào)中，橫坐標(biāo)是時(shí)間；而在頻域信號(hào)中，橫坐標(biāo)是頻率或圓頻率），得到頻譜圖，從而獲得信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)。頻譜分析通常由頻譜分析儀完成。

由于一臺(tái)設(shè)備中各個(gè)零部件具有確定的振動(dòng)頻率，因此做出頻譜圖與其正常譜圖（或稱原始譜）進(jìn)行比較，就能較方便地尋找振源，診斷出故障部位和嚴(yán)重程度。當(dāng)頻譜圖上出現(xiàn)新的譜線時(shí)，就要考慮到設(shè)備是否發(fā)生了新的故障。

通常是先采用測(cè)振儀進(jìn)行振動(dòng)總值的檢測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)振動(dòng)總值有較快增大，并有接近或超出最大允許界限值的趨向時(shí)，再對(duì)實(shí)測(cè)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。

3.振動(dòng)脈沖測(cè)量法：專門用于滾動(dòng)軸承的磨損和損傷的故障診斷。

二、噪聲測(cè)量法

★（一）噪聲測(cè)量的主要參數(shù)

1.進(jìn)行噪聲測(cè)量時(shí)，常用聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)和聲功率級(jí)表示其強(qiáng)弱，也可以用人的主觀感覺進(jìn)行度量，如響度級(jí)等。

2.噪聲的主觀量度：響度、響度級(jí)、等響曲線

人耳感覺到的聲音的強(qiáng)弱不僅與聲壓有關(guān)，而且還與聲音的頻率有關(guān)。

★★★★（二）噪聲測(cè)量?jī)x器

噪聲測(cè)量中，最常使用的儀器是傳聲器和聲級(jí)計(jì)。

1.傳聲器

（1）電容傳聲器

電容傳聲器的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)電容器。電容傳聲器屬于能量控制型傳感器。

電容傳聲器靈敏度高，動(dòng)態(tài)范圍寬；輸出特性穩(wěn)定，對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。

（2）壓電傳聲器

由具有壓電效應(yīng)的晶體來(lái)完成聲電轉(zhuǎn)換，屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器。

壓電傳聲器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、輸出阻抗低、電容量大（可達(dá)1000pF）、靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)。但性能受溫度、濕度影響較大。

2.聲級(jí)計(jì)

不僅用來(lái)測(cè)量聲級(jí)，還能與各種輔助儀器配合進(jìn)行頻譜分析、記錄噪聲的時(shí)間特性和測(cè)量振動(dòng)等。

聲級(jí)計(jì)按其用途分為一般聲級(jí)計(jì)、脈沖聲級(jí)計(jì)、積分聲級(jí)計(jì)和噪聲暴露計(jì)（噪聲劑量計(jì)）等。

聲級(jí)計(jì)按其精度分為：0型聲級(jí)計(jì)（實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)聲級(jí)計(jì)）；1型聲級(jí)計(jì)（一般用途的精密聲級(jí)計(jì)）；2型聲級(jí)計(jì)（一般用途聲級(jí)計(jì)）；3型聲級(jí)計(jì)（普及型聲級(jí)計(jì)）。

計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是基于等響曲線設(shè)計(jì)出的濾波線路，分為A、B、C、D四種。通過(guò)計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)稱為計(jì)權(quán)聲壓級(jí)。

對(duì)應(yīng)四種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)測(cè)得的聲壓級(jí)分別稱為A聲級(jí)（L A）、B聲級(jí)（LB）、C聲級(jí)（LC）和D聲級(jí)（LD），分別記為dB（A）、dB（B）、dB（C）和dB（D）。

A計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)除對(duì)低頻噪聲衰減最強(qiáng)外，對(duì)高頻噪聲反應(yīng)最為敏感。

3.聲級(jí)計(jì)的校準(zhǔn)。每次測(cè)量開始和結(jié)束都要進(jìn)行校準(zhǔn)，兩次差值不應(yīng)大于1dB。

★★（二）故障噪音的識(shí)別方法

三種判斷標(biāo)準(zhǔn)：絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和類比標(biāo)準(zhǔn)。

在絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中，利用測(cè)取的噪聲信號(hào)的特征量值與標(biāo)準(zhǔn)特征量值進(jìn)行比較；

在相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中，利用測(cè)取的噪聲信號(hào)的特征量值與正常運(yùn)行時(shí)的特征量值進(jìn)行比較；

在類比標(biāo)準(zhǔn)中，利用同類設(shè)備在相同工況條件下的噪聲信號(hào)的特征量值進(jìn)行比較。

三、溫度測(cè)量法

★★★（一）測(cè)溫儀表

接觸式測(cè)溫裝置：測(cè)溫元件與被測(cè)對(duì)象直接接觸，通過(guò)熱交換進(jìn)行測(cè)溫。

1.熱電偶。熱電偶與后續(xù)儀表配套可以直接測(cè)量出0°C～1800°C范圍內(nèi)液體、氣體內(nèi)部以及固體表面的溫度。精度高，測(cè)量范圍寬，便于遠(yuǎn)距離和多點(diǎn)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。

熱電偶是基于熱電效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的。

【注意】鎢錸系熱電偶長(zhǎng)期使用的最高溫度達(dá)2800°C，短時(shí)間使用可達(dá)3000°C；鎳鉻-金鐵熱電偶在4K溫度下也能保持大于10μV/°C的熱電勢(shì)率，是一種理想的低溫?zé)犭娕肌?/p>

2.熱電阻溫度計(jì)：熱電阻溫度計(jì)利用材料的電阻率隨溫度變化而變化的特性，與電橋相配合，將溫度按一定函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為電量。

按敏感材料的不同，有金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱電阻溫度計(jì)兩種。

3.紅外測(cè)溫儀器

紅外測(cè)溫儀器是利用紅外輻射原理，采用非接觸方式。核心是紅外探測(cè)器，它能把紅外輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>

常用的紅外測(cè)溫儀器有：

（1）紅外測(cè)溫儀：是紅外測(cè)溫儀器中最簡(jiǎn)單的一種。品種多、用途廣泛、價(jià)格低廉，用于測(cè)量物體"點(diǎn)"的溫度。

（2）紅外熱像儀。它能把被測(cè)物體發(fā)出的紅外輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像，這種圖像稱為熱像圖或溫度圖。

（二）通過(guò)測(cè)溫測(cè)量所能發(fā)現(xiàn)的常見故障

軸承損壞、流體系統(tǒng)故障、發(fā)熱量異常、污染物質(zhì)積聚、保溫材料損壞、電器元件故障、非金屬部件的故障、機(jī)件內(nèi)部缺陷、裂紋探測(cè)等。

★★★★四、裂紋的無(wú)損探傷法

（一）目視--光學(xué)檢測(cè)法

對(duì)于封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部不能直接觀察的零件，主要使用工業(yè)內(nèi)窺鏡進(jìn)行目視--光學(xué)檢測(cè)。

（二）滲透探測(cè)法

使著色滲透液或熒光滲透液滲入機(jī)件表面開口的裂紋內(nèi)，然后清除表面的殘液，用吸附劑吸出裂紋內(nèi)的滲透液，從而顯示出缺陷圖像的一種檢驗(yàn)方法。不能檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。

（三）磁粉探測(cè)法

探測(cè)法可以發(fā)現(xiàn)鐵磁材料表面和近表面的裂紋，以及氣孔、夾雜等缺陷。其缺點(diǎn)是這種探測(cè)法不能探測(cè)缺陷的深度。

（四）射線探測(cè)法：χ射線和γ射線。

主要用來(lái)探測(cè)機(jī)件內(nèi)部的氣孔、夾渣、鑄造孔洞等立體缺陷，當(dāng)裂紋方向與射線平行時(shí)也能被探測(cè)出來(lái)。缺點(diǎn)是，當(dāng)裂紋面與射線近于垂直時(shí)就難以探測(cè)出來(lái)，對(duì)微小裂紋的探測(cè)靈敏度低，探測(cè)費(fèi)用較高，射線對(duì)人體有害。

（五）超聲波探測(cè)法。

可以探測(cè)垂直于超聲波的金屬和非金屬材料的平面狀缺陷。

可探測(cè)的厚度大、檢測(cè)靈敏度高。缺點(diǎn)是探測(cè)時(shí)有一定的近場(chǎng)盲區(qū)、探測(cè)結(jié)果不能記錄、探測(cè)中采用的耦合劑易污染產(chǎn)品等。

（六）聲發(fā)射探測(cè)法。

動(dòng)態(tài)檢測(cè)、在加載或運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行；裂紋主動(dòng)參與，提供裂紋活動(dòng)的信息；靈敏度高、覆蓋面大、不會(huì)漏檢；但是，不能反應(yīng)靜態(tài)缺陷情況。

（七）渦流探測(cè)法。

適用于導(dǎo)電材料表面或近表面探傷；靈敏度高，可自動(dòng)顯示報(bào)警；非接觸式，可用于高溫測(cè)量；可用于顯示、記錄和報(bào)警，并可估算缺陷的位置和大小。

不足：深層缺陷難以探測(cè)、影響因素多、存在邊界效應(yīng)。

★★★五、磨損的油液污染檢測(cè)法

（一）油液光譜分析法：光譜分析法對(duì)分析油液中有色金屬磨損產(chǎn)物比較適用。用于早期、精密的磨損診斷。

（二）油液鐵譜分析法：油液鐵譜分析能提供磨損產(chǎn)物的數(shù)量、粒度、形態(tài)和成分四種參數(shù)，通過(guò)研究即可掌握有關(guān)的磨損情況。

（三）磁塞檢查法：用肉眼直接觀察，用于檢查磨損后期磨粒尺寸大于70μm的情況。

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