對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械,，其振動(dòng)和噪聲信號的頻率,、幅度隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化。旋轉(zhuǎn)頻率被稱為基頻,，而基頻的整數(shù)倍頻率稱為階次頻率,。旋轉(zhuǎn)機(jī)械通常由軸承、齒輪,、風(fēng)葉等構(gòu)成,，這些零部件發(fā)生振動(dòng)時(shí)通常振動(dòng)頻率是旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍,，與階次相對應(yīng)。因此,，從階次譜可以分析出那個(gè)機(jī)械零件存在異常。

階次分析需要一個(gè)轉(zhuǎn)速通道,，一個(gè)或多個(gè)噪聲,、振動(dòng)通道。通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,，分析不同轉(zhuǎn)速時(shí)的噪聲,、振動(dòng)頻譜，生成轉(zhuǎn)速,、頻率,、幅度的色譜圖，從中提取階次譜,。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu),，選取關(guān)鍵階次，一般以總值為參考進(jìn)行限值,，可對關(guān)鍵零部件進(jìn)行質(zhì)量狀況評估,、控制。

1.轉(zhuǎn)速提取

轉(zhuǎn)速提取是階次分析的關(guān)鍵,，必須保證轉(zhuǎn)速信號與頻譜分析信號的同步,。AWA6290L/L+采集硬件,自帶脈沖輸入通道，內(nèi)置轉(zhuǎn)速算法,，實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)速,，并與原始噪聲、振動(dòng)采集數(shù)據(jù)同步上傳,，保證了轉(zhuǎn)速信號與噪聲信號的同步,。

轉(zhuǎn)速傳感器包括光電型、霍爾型,、振動(dòng)信號,、電源脈沖等，同時(shí)也支持汽車OBD等數(shù)字接口,。如下圖從左到右分別是光電型,、霍爾型傳感器和汽車OBD接口。

下表列舉了主要的轉(zhuǎn)速傳感器優(yōu)缺點(diǎn)及使用注意事項(xiàng) 

通過AWA6290脈沖輸入接口測量轉(zhuǎn)速時(shí),，脈沖幅值需大于3V；默認(rèn)每12個(gè)脈沖計(jì)算一次轉(zhuǎn)速,，當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí),，可增加脈沖源來增加計(jì)算速度。在階次分析時(shí),，緩慢調(diào)速,，可獲得更好的轉(zhuǎn)速與噪聲頻譜的對應(yīng)關(guān)系及轉(zhuǎn)速分辨率。

使用杭州愛測公司提供的光電,、霍爾等轉(zhuǎn)速采集模塊,，與AWA6290硬件配合，可實(shí)現(xiàn)多種模式轉(zhuǎn)速測量,，滿足不同測量場合需要,。

2.階次譜

噪聲、振動(dòng)信號和轉(zhuǎn)速信號在時(shí)域上同步采樣計(jì)算,，根據(jù)轉(zhuǎn)速信號進(jìn)行階次跟蹤,，最終實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速的階次譜分析。

階次譜的主要表達(dá)方式有：瀑布圖,、色譜圖和階次切片圖,。

瀑布圖以時(shí)間、頻率,、幅度三維坐標(biāo)形式展現(xiàn)產(chǎn)品一段時(shí)間的頻譜變化色譜圖與瀑布圖類似,，將幅度以顏色深淺方式顯示。

階次切片圖根據(jù)轉(zhuǎn)速信號,，提取感興趣的階次以二維顯示,，更方便的進(jìn)行分析

階次在線判斷軟件為滿足生產(chǎn)線診斷應(yīng)用開發(fā)，可與第三方軟件通信,，對zhi定階次做限值判斷,，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的在線診斷。

3.階次應(yīng)用

傳統(tǒng)的FFT分析方法對于穩(wěn)態(tài)信號有很好的判斷效果,，能分辨出被測信號的頻率成分,，確定故障原因；加入轉(zhuǎn)速信息，可與旋轉(zhuǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)對應(yīng),，查找故障點(diǎn),；通過對升速、降速狀態(tài)的跟蹤,，更清晰的將與轉(zhuǎn)速對應(yīng)的頻譜結(jié)構(gòu)與固定頻譜結(jié)構(gòu)區(qū)分開來,。

階次分析方案已在汽車風(fēng)機(jī)、總成,，電機(jī),、發(fā)動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，對產(chǎn)品的研發(fā),、生產(chǎn)提供有力支持。