簡介
振動是工程套用中非常常見的一個研究問題,據有關資料表明,有60%以上都是採用的振動檢測的方法來進行設備的狀態檢測及故障診斷的,振動檢測設備的精度需要通過標定設備完成,振動標定儀器的研究顯得尤其重要。
背景
飛機發動機作為飛機的“心臟’’,是飛機飛行所需動力的產生部件,更是執行戰鬥任務的核心支撐部件,發動機的性能好壞,直接影響著飛機的使用工況,飛機狀態與發動機工作狀態有著密切的聯繫,根據相關統計數據,飛機發動機80%以上的故障,是由於振動引起的,所以各型飛機發動機上都配備有振動檢測設備,而保證這些飛機發動機振動檢測設備的的精度就對航空發動機的安全工作起到至關重要的作用 。
飛機發動機是一種非常複雜的高速旋轉的機械結構,其工作轉速往往高於臨界轉速,由轉子的不平衡以及氣流不穩定等原因容易導致發動機的全方位周期振動和複雜的隨機振動。因此,要保證飛機飛行的安全,實時監測飛機發動機的振動狀態顯得非常重要。
原理
感測器或儀器在製造、裝配完畢之後必須要對其設計的指標進行一系列的全面檢測,以確定感測器或儀器實際使用性能的優劣,這整個過程便是標定的過程。
由於振動的複雜性,加上測量現場複雜,在用電測法進行振動量測量時,其測量系統是多種多樣的。一般的振動測量系統通常由激振、拾振、中間變換電路、振動分析儀器及顯示記錄裝置等環節所組成。測振部分是振動測量儀器的最基本部分,它的性能往往決定了整個儀器或系統的性能。根據線性系統的疊加原理,振動的回響是振動系統測振部分對各個諧振動相應的疊加。
過程
通過將振動加速度信號感測器等安裝在發動機能夠激發振動的部件上，測試點的振動必須具有一定的代表性，能夠準確的穩定的反映出激振力和發動機的振動幅度或頻率等參數。振動感測器的安裝位置適合選裝在發動機的安裝節轉子的支撐面和承力的機匣的對接面。承力機匣的振動是發動機主質量的振動，也是發動機的力的傳輸結構，比如其他的激振源：葉片、風扇、軸承等產生的振動會通過承力機匣傳到發動機的外殼，所以可以從某種程度上說，承力機匣的振動能夠反映出發動機總質量的振動狀況，轉子的不平衡度和附屬檔案的受激振的程度 。
發展史
振動檢測我國從六十年代初期就開始了發動機的檢測技術;七十年代,隨著汽車不解體檢測技術被列為國家科委的開發套用項目後,經過國內研究人員的研究,開發了汽車性能綜合檢測台、發動機綜合檢測儀等設備,然而那個時代的設備還不夠完善,並且數量也很有限。到了八十年代,我國汽車工業有了一定的發展,帶動了我國的發動機檢測診斷技術的很大發展。2000年以後,我國開始了加大對航空發動機的研究,發動機振動的檢測與可靠性的研究仍然處於初級階段,在這十多年的不斷研究中,振動測試技術的研究已經取得了巨大的進步,如高速轉子的振動、微振動、以及極高頻和極低頻的振動等都已經有了很多研究。20世紀50年代以前,振動信號的分析技術主要使用的方法是模擬分析方法;50年代後,隨著計算機技術和數位訊號處理的發展,大型通用數字計算機開始套用于振動信號的分析;60年代後,隨著人類探索領域的不斷加深,從航天、航海、海下探測、軍事等各個領域都提出了對信號分析速度計分辨能力更高的要求,1965年美國的J.W.Cooley和J.W.Tukey提出了 FFT計算方法,大大節省了計算量,隨著數位訊號處理技術的發展,並且獲得了非常廣泛的套用。
隨著科學技術的發展,雖然現代的信號分析技術已發展到較完善的程度,但是由於人們對於科學研究的要求也越來越高,目前的信號分析技術仍然不能夠完全滿足振動信號分析的需求,目前振動信號的分析技術正在朝著發展的目標主要有以下幾個方面,例如:精度和分辨能力能夠得到進一步提高;線上監控的實時能力得到進一步提高;性能標準化,價格低廉化,結構小型化,性能專用化;以及擴大和發展新的專用功能等等。
