使用測振儀對試樣進行頻率檢測時,,需從設(shè)備調(diào)試,、試樣狀態(tài),、環(huán)境干擾,、操作規(guī)范,、數(shù)據(jù)處理等多方面綜合考慮,以確保檢測結(jié)果的準確性和可靠性,。以下是具體需注意的事宜:
設(shè)備選型匹配
金屬試樣高頻振動檢測可選壓電式加速度計;
柔性材料或微小試樣宜用激光測振儀避免接觸干擾,。
根據(jù)試樣的材質(zhì),、尺寸、振動頻率范圍選擇合適類型的測振儀(如接觸式加速度計,、非接觸式激光測振儀等),。例如:
確認儀器的頻率響應(yīng)范圍覆蓋試樣的預(yù)期振動頻率(如儀器量程為 0.1~10kHz,,試樣頻率需在此范圍內(nèi))。
傳感器安裝規(guī)范
接觸式傳感器:需確保傳感器與試樣表面剛性連接(如用耦合劑,、磁鐵吸附或螺栓固定),,避免因接觸不良導(dǎo)致信號衰減或失真。
非接觸式傳感器:調(diào)整激光或紅外光束對準試樣振動敏感區(qū)域(如幾何中心或預(yù)計振幅zui大處),,保持穩(wěn)定距離(避免因距離變化引入誤差),。
校準與零點調(diào)整
檢測前使用標準振動源(如振動校準臺)對儀器進行校準,確保靈敏度,、線性度等參數(shù)符合要求,。
開機后進行零點漂移補償,尤其是在環(huán)境溫度變化較大時,,避免初始偏移影響數(shù)據(jù)精度,。
試樣安裝與邊界條件
確保試樣安裝方式與實際工作狀態(tài)一致(如自由懸掛,、固定支撐等),,因為邊界條件會顯著影響振動頻率(如簡支梁與固支梁的固有頻率不同)。
檢查安裝夾具是否牢固,,避免因夾具松動導(dǎo)致附加質(zhì)量或剛度變化,,從而改變試樣的真實振動特性。
試樣初始狀態(tài)
檢測前確認試樣無明顯損傷,、變形或裂紋,,否則需評估損傷對振動頻率的影響(如裂紋可能降低結(jié)構(gòu)剛度,導(dǎo)致固有頻率下降),。
對于動態(tài)載荷下的試樣,,需在穩(wěn)定運行狀態(tài)(如轉(zhuǎn)速、載荷恒定)下進行檢測,,避免瞬態(tài)過程干擾頻率測量,。
機械與聲學干擾
遠離振動源(如其他運行設(shè)備,、風機等),,或使用隔振平臺減少環(huán)境振動對檢測的影響。
在聲學噪聲較大的環(huán)境中,,需評估噪聲是否會被傳感器誤采集為振動信號(尤其是非接觸式傳感器對空氣擾動敏感),。
溫度與濕度影響
某些材料(如高分子聚合物、復(fù)合材料)的彈性模量隨溫度變化顯著,,可能導(dǎo)致振動頻率漂移,。需控制檢測環(huán)境溫度穩(wěn)定,或記錄溫度數(shù)據(jù)以便后續(xù)修正,。
高濕度環(huán)境可能引起傳感器受潮或試樣表面冷凝,,影響接觸式傳感器的耦合效果,,需做好防潮措施。
電磁干擾
避免測振儀電纜靠近強電磁場(如電機,、變壓器),,防止電磁噪聲混入信號。建議使用屏蔽電纜,,并確保接地良好,。
采樣參數(shù)設(shè)置
根據(jù)試樣的預(yù)期zui高頻率設(shè)置合適的采樣頻率,,遵循奈奎斯特采樣定理(采樣頻率需至少為zui高頻率的 2 倍,,通常取 2.56 倍以上),避免頻率混疊,。
合理設(shè)置分析頻率范圍和分辨率(如頻率分辨率 Δf = 1/(采樣時間),,需確保能分辨試樣的特征頻率),。
多點測量與平均
對于大型或復(fù)雜結(jié)構(gòu)試樣,,需在多個測點(如不同位置、方向)進行檢測,,以獲取完整的振動模態(tài)信息,。
重復(fù)測量3 次以上并取平均值,減少隨機誤差(如操作抖動,、環(huán)境瞬態(tài)干擾等),。
信號質(zhì)量監(jiān)控
實時觀察測振儀顯示的時域波形和頻譜圖,判斷信號是否穩(wěn)定,、是否存在異常峰值(可能為諧波或干擾信號),。
若信號信噪比低(噪聲與有效信號混淆),可采用低通濾波,、平均化處理或延長采樣時間來改善,。
頻率識別與模態(tài)分析
在頻譜圖中識別峰值頻率,,結(jié)合試樣的理論模態(tài)頻率(如通過有限元仿真計算)判斷是否為固有頻率或受迫振動頻率,。
對于多自由度系統(tǒng),需通過模態(tài)參數(shù)識別算法(如峰值拾取法,、頻域分解法)分離各階模態(tài)頻率,,避免模態(tài)耦合導(dǎo)致的誤判。
誤差分析與修正
對比理論計算值與實測值,,分析誤差來源(如安裝誤差,、傳感器質(zhì)量附加效應(yīng)、環(huán)境干擾等),,并對結(jié)果進行修正,。
記錄檢測過程中的異常情況(如試樣共振時的異常噪聲,、傳感器脫落風險),供后續(xù)追溯和改進,。
數(shù)據(jù)記錄與報告
完整記錄檢測條件(如儀器型號,、傳感器位置、環(huán)境溫濕度),、原始數(shù)據(jù)(時域波形,、頻譜圖)和分析結(jié)果,便于復(fù)現(xiàn)和驗證,。
出具檢測報告時,,需明確標注頻率檢測的不確定度,評估結(jié)果的可信度,。
操作人員防護
對于高振動幅值或高速旋轉(zhuǎn)的試樣,需佩戴防護裝備(如護目鏡,、手套),,避免試樣飛濺或傳感器脫落造成傷害。
在易燃易爆環(huán)境中,,需使用防爆型測振儀,,防止電火花引發(fā)危險。
設(shè)備維護保養(yǎng)
檢測后清潔傳感器表面(如去除耦合劑殘留),,檢查電纜是否破損,,定期對儀器進行性能校驗(如每年一次)。
長期存放時,,需將傳感器和儀器置于干燥,、無腐蝕性氣體的環(huán)境中,避免元件老化,。
測振儀頻率檢測的核心是控制變量,、減少干擾、確保數(shù)據(jù)真實性,。通過合理選擇設(shè)備,、規(guī)范操作流程、綜合分析環(huán)境與試樣狀態(tài),,可有效提升檢測結(jié)果的準確性,,為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、故障診斷等提供可靠依據(jù),。