一、描述故障的特征參量

1、設備或部件的輸出參數

設備的輸出與輸入的關係以及輸出變量（liàng）之間的關係都可以反（fǎn）映設備的運行狀態。

2、設備零部件（jiàn）的（de）損傷量

變形量、磨損量、裂紋以及腐蝕情況等都（dōu）是判斷設備技（jì）術狀態的特征參量。

3、設備運轉中的二次效應參數

主要是設備在（zài）運行過程中產生的振動、噪（zào）聲、溫度、電量等，設備或部件的輸出參（cān）數和零部件的損傷量都是故（gù）障的直接特（tè）征參量。而二次效應參數是間接特征參量（liàng）。使用間接特征（zhēng）參量（liàng）進行故障診斷的優（yōu）點是可以在設備運行中並且無需拆卸（xiè）的條件下進行。不足之處是間接特征（zhēng）參量與故障之間的關係不是完全確定的。

二、故（gù）障診斷的實施過程

1、狀態監測

通過傳（chuán）感器采集設備在運行中的各種信息，將其轉變為電信號或其它物理（lǐ）量，再將獲取的信號輸入到（dào）信號（hào）處理係統進行處理。

2、分（fèn）析診（zhěn）斷（duàn）

根據（jù）監（jiān）測到的能夠反（fǎn）映設備（bèi）運行狀（zhuàng）態的征兆或特征參數的變化情況或將征兆與模式（shì）進行比較，來判（pàn）斷故障的存在、性質、原因和嚴重程度以及發展趨勢。

3、治理預防

根據分析診斷得出的結論確定治理修正和預（yù）防的（de）辦法，狀態監測是故（gù）障診斷的基礎和（hé）前提；故障（zhàng）診斷是對監測結果的進一步（bù）分析和處理，診斷是目的。

三（sān）、振動（dòng）測（cè）量

根據能否用確定的時間關係函數來描述，振動分為確定性振動（dòng）和隨機振動。

1、振動的基本參數

振幅：振動體或質點距離平衡（héng）位置的幅度。

頻率：每秒振動的次數，單位用Hz表示。

周期：振動一次所需要的時間，頻（pín）率和周期互為倒數。

相位：表示振動部分相對其他振動部分或固定部分所處位置。

振動位移：對時間的一階導數是速度、速度對時間的一階導數是加速（sù）度。

加速度：對時間積分得速度、速度對時間積分得位移（yí）。因此，位移、速度、加速度這三者，隻要測得其中之一，即（jí）可（kě）通過微分積（jī）分的關係求出另（lìng）外的兩個物理量。

2、常（cháng）用（yòng）的測振傳感器（結構和應用）

壓電加速度（dù）傳感器是基（jī）於壓電晶體的壓電效應工作的，壓電式加速度計無需外電源，屬於能量轉換型傳感器。它由壓緊彈（dàn）簧、質量（liàng）塊、壓電晶片和基座（zuò）等部分組成，其中壓電晶片是加（jiā）速度計（jì）的核心，壓（yā）電（diàn）晶體輸出電荷與振動的加速度成正比，靈敏度高且（qiě）穩定（dìng）。

磁電速度傳感器是基於磁（cí）電感應工作的，無需外（wài）電源也屬於能量轉換型傳感器。由磁鋼、線（xiàn）圈、阻尼環、彈簧（huáng）片、芯軸、殼體和輸出線組成（chéng）。當傳感器隨被測係（xì）統振（zhèn）動時，傳感器線圈與磁（cí）場之間產生相對運動，切割（gē）磁力線而產生感應電動勢，從（cóng）而輸出與振動速度（dù）成正比的電壓。

振動位移信號通常采用（yòng）渦（wō）流位移傳感器提取。由線圈、殼體和引線組成。它基於金屬（shǔ）體在交變磁場中的電渦流效應工作。工作時，將傳（chuán）感器頂端與被測對象（xiàng）表麵之間的距離變化轉換成與（yǔ）之成正（zhèng）比（bǐ）的電信號。這種傳感器不僅能測量一些旋轉軸（zhóu）係的振動、軸向位移，還能測量轉數。渦流位移傳感器（qì）屬於非接觸式測量，但需（xū）要外電源，屬於能量控製型傳感器。

3、異常振動分析方法

振動總值法：通過傳感器直接測量，以表格或圖形表示趨向（xiàng），並對照“異常振動判（pàn）斷基準”判別設備工作（zuò）是否正常（cháng）。

頻率分析法：把（bǎ）測量的振動信號取出進行頻率（lǜ）分析（xī），再將頻譜圖與正常（cháng）譜圖比較，可以找出振源、部位和嚴重程度。

傅立葉變（biàn）換的目的是將時域信號轉（zhuǎn）變（biàn）為（wéi）頻域信號。在（zài）時域信號中，橫坐標是時間；在頻域信（xìn）號中（zhōng），橫坐標是頻率或圓頻率。頻率分析儀是一種將時域（yù）信號轉變為頻域信號的儀器。

頻率分析儀可以將振動信號的波形分解為各個頻率的分量，獲得信號的頻率結構和組成信號的各個諧波的（de）幅值、相位，從而確定信號特征。

振動脈衝測量法：主要用於滾動軸承的測量，以振動峰（fēng）值作為判斷依據。

四、噪聲測量

噪聲：不規則的機械振動在空氣中引起的振動波。

聲壓（yā）級、聲（shēng）強級和（hé）聲功率級，是噪聲強弱的客觀量度，頻率或頻譜表示噪聲的成分，也可以用主觀的（de）感覺，例如響度進行測（cè）量。

1、噪聲的物理量度

聲壓：聲波傳播時，空氣質點隨之振（zhèn）動（dòng）所產生的壓力波（bō）動出現的壓強增量（Pa）。

聲壓級（dB）：聲壓與基準聲壓之比的以10為底的對數的20倍。

聲強：單位時間內，單位麵積上的聲波能量--聲強（W/㎡）。

聲強級：聲強與基準聲（shēng）強之比的以10為底的對數的10倍--聲強級（dB）。

聲功率：聲源在單位時間內輻射出來的（de）總聲能--聲（shēng）功率（W）。

聲（shēng）功率級：聲功率與基準聲功率之比的以10為底的對數的10倍--聲功率級（dB）。

2、噪聲的主（zhǔ）觀量度

（1）等響曲（qǔ）線

人耳對噪聲的感覺不（bú）僅和聲壓級有關，還和（hé）燥聲的頻率有（yǒu）關。

響度曲（qǔ）線：典型聽者（zhě）感覺響度相（xiàng）同的（de）純音，其聲壓級和頻率之間的關係曲（qǔ）線。將各個頻率下相同響度的聽閾聲壓相連而得到的曲（qǔ）線，即為聽閾曲線（xiàn），其（qí）響度規定為0 ，所以聽（tīng）閾曲線也（yě）稱為零方響度線。

同理，不同頻（pín）率時，痛閾的聲壓級和頻（pín）率關係曲線稱為痛閾曲線，也稱為120方響度線。在聽閾和痛閾之（zhī）間，共有13個響度級，其響度分別為0、10、20、30···110、120。同一條曲線上（shàng）的各點，頻率和聲壓級不同，但響度相同。

（2）計權聲級

聲級計利用不同線路對（duì）不同頻（pín）率聲音實行不（bú）同程度的衰減（jiǎn），從而能夠（gòu）近似（sì）地表達人們對聲音的感受和反映。聲級計中常常采（cǎi）用A、B、C三個計權網（wǎng）絡。其中，C計權網絡讓所有頻率的可聽聲音程度相同地通過，所以它代表總聲級；B計權網絡使低頻段的聲（shēng）音在通過時有一定程度的衰減；A計權網絡使聲音的低頻段有更大的衰（shuāi）減。噪（zào）聲測量中，若：LC = LB = LA 時，表明噪聲的聲能主要（yào）集中在高（gāo）頻（pín）段；若LC = LB>LA時，表明噪聲的聲（shēng）能主要集中（zhōng）在中頻段；若LC > LB> LA時，表明噪（zào）聲的聲能主要集中在低頻段。

3、噪聲（shēng）測量儀器

（1）傳聲器

它的作用是將聲（shēng）能轉換成電能。通常用膜片感受（shòu）聲壓，把聲壓的變化轉換成膜片（piàn）的振動。傳聲器分為三類：壓強式（shì），膜片感受的是聲壓；壓差式，膜（mó）片振（zhèn）動取決於膜片（piàn）兩側（cè）的壓差；壓強和壓差組合式。

電容傳聲器：靈敏度高，動態範圍寬，輸出特性穩（wěn）定，對周圍環境適應性強，外形尺寸小。

壓電傳聲器：結構簡單成本低，輸出阻（zǔ）抗低，電容量大，靈敏度較高。性能受溫度、濕（shī）度影響較大。

（2）聲級計

聲級計可以用來測量聲級，進行頻譜（pǔ）分析，記錄噪聲的時間特性和測量振動。被測量的聲壓信號通過傳聲器轉換成電壓信號（hào），經過衰減器和放大器以及計權網絡等（děng），Z後由分貝表顯示（shì）。

4、故障的噪聲識別方（fāng）法（fǎ）

可（kě）以根據噪聲信號的特征量製定一個（gè）限值作為有無故障的標準。要（yào）識（shí）別故障的（de）性質、發（fā）生（shēng）的部位以及嚴重程度，還需要提取（qǔ）噪聲信號作頻譜分析（xī）。對（duì）噪（zào）聲的判斷標準有標準（zhǔn）、相對標準和類比標（biāo）準。三種方法分別對應於將測量所得到的噪聲信號的特征量值和標準特征量值、正常運行的特征（zhēng）量值（zhí）或同類設備相同工況時的（de）特征量值進行比較。

五、溫度測量法

測溫儀表

接（jiē）觸式測溫裝置：測（cè）溫元件與被測對象直接接觸，通過（guò）熱交換進行測溫。

熱膨（péng）脹式（水銀、雙金屬、液體、氣體等）。

壓（yā）力式（shì）。

熱電（diàn）阻式（鉑、鎳、銅、半導體等）：材料的電（diàn）阻隨溫度的變化而（ér）變化，利用這個特性，可以將溫度轉換成為電量。

熱電偶式（鎳鉻-考銅、鎳（niè）鉻-鎳矽、鉑銠（lǎo）-鉑等）：基（jī）於（yú）熱電效應進行測量，即兩種不同材料的導體組成回路時，若兩端溫度不（bú）同，則產生的感應電動勢，其大小與材（cái）料以及兩端溫差有關。當材料確定時，熱電動勢隻是被測溫度的（de）函數，而與直徑、長度無關（guān）。

非（fēi）接觸式測溫裝置（zhì）：輻射高溫計、光（guāng）學高溫計、比（bǐ）色（sè）高（gāo）溫計和紅外測溫儀（yí）器。

紅外測溫儀器由紅外探測器、紅外光（guāng）學係統、信號處理係統以及顯示係統等組成。

常用的紅外測溫儀器有：紅外測溫儀和（hé）紅外熱像儀（可測溫度在物體表麵（miàn）或空間的分布情（qíng）況）。

紅外測溫儀器的核心是紅外探測器，它能將入射的紅外輻射轉變為電能或其它能量。按照（zhào）輻射響應（yīng）方式的不同，分為（wéi）光電探測（cè）器和熱敏探測器兩類。

紅外光學係統有反射式（shì）、折射式和折-反射式。

常用的紅外測溫儀器有：紅外測溫儀和紅外熱像儀。後者可以測量溫度在物體表（biǎo）麵或空間的分布情況。被測對象的紅外輻射經光學係統匯聚、濾波、聚焦到紅外探測器上，再由光學--機械掃描（miáo）係統將對象（xiàng）觀（guān）測麵上各（gè）點的紅外輻（fú）射通量按時間順序排列（liè），經過紅外（wài）探測器（qì）轉變為電脈（mò）衝，通過視頻信號（hào）處理送到顯示器顯示出熱像。通過測溫測量所（suǒ）能發現的（de）常見故障有軸承損壞、流體（tǐ）係統故障、發熱異常（cháng）、汙染物質積聚、保溫材料損壞（huài）、電器元件故障、非金（jīn）屬部件的（de）故障、機件內部缺（quē）陷、裂紋探測等。

六、裂紋的無損探傷法

裂（liè）紋是機器零部件Z嚴重（chóng）的缺陷。裂紋可能在原材料生產、零部件加工（gōng）以（yǐ）及設備使用等各個階段產生。可以采用的（de）方法有目視-光學檢測法、滲透探測法、磁粉探測法、射線探測法（fǎ）、超聲波探測法、渦（wō）流探測（cè）法和聲發（fā）射探測法。

其中，聲（shēng）發（fā）射探測法（fǎ）為動態檢測、在加載或運行狀態下進（jìn）行；裂紋主動參與，提供（gòng）裂紋活動的信息；靈敏度高、覆蓋麵大、不會漏檢；但是，不（bú）能反應靜態缺陷情況。而渦流探測法：適用於導電材料表麵或近表麵（miàn）探傷；靈敏度高，可自動顯示（shì）報警；非接觸（chù）式，可用於（yú）高（gāo）溫測量對象典型（xíng）零件故障診（zhěn）斷；可用於顯示、記錄和報警，並可估算缺陷的位置和大小。不（bú）足之處是深層缺陷難以探（tàn）測、影響因素多、存在邊界效應。

（來（lái）源：北極星風力發電網）