激光干涉波形解调测量振动相位新方法

激光干涉频比计数法广泛应用于绝对法振动标准装置,针对频比计数法只能测量振幅不能得到振动相位,提出一种利用激光干涉条纹与振动台运动位移之间的关系,实现测量振动相位的新方法,并给出激光干涉波形解调测量振动相位的数学模型。该方法基于零差的迈克尔逊激光干涉仪,利用高速采集器同步采集激光干涉信号和传感器信号,并在Lab VIEW虚拟仪器开发平台上,软件解调振动波形,实现振动幅值和振动相位的实时测量。测量结果与正弦逼近法相一致。     

幅值和相位解调的行星架裂纹故障特征提取

在介绍行星架裂纹故障对行星齿轮箱振动信号影响的基础上,结合同步平均、振动分离和窄带解调技术,提出一种基于幅值、相位解调的行星架裂纹故障特征提取方法。该方法对原始振动信号进行角域同步平均,消除转速波动、行星轮等其他旋转部件的影响;通过振动分离技术重构信号,并对重构信号进行同步平均得到行星架振动分离信号;通过窄带解调获得行星架的幅值和相位特征。通过观察幅值和相位的变化,提取行星架裂纹故障特征。行星齿轮箱故障实测信号分析结果表明该方法可有效提取行星架裂纹故障特征。     

基于幅值和相位解调分析的齿轮箱起动过程故障诊断

针对齿轮箱升降速过程中振动信号非平稳的特点,将阶次跟踪、角域平均和幅值、相位解调分析技术相结合,提出了基于幅值和相位解调分析的齿轮箱故障诊断方法.首先对齿轮箱升降速瞬态信号进行时域同步采样,再对时域信号进行等角度重采样,转化为角域平稳信号,然后对角域信号进行角域平均,以消除干扰噪声的影响,最后对角域平均信号进行幅值和相位解调分析,根据幅值和相位解调函数图,就可提取齿轮的故障特征.通过对齿轮齿根裂纹故障实验信号的分析,表明该方法能有效地诊断齿轮的裂纹故障.     

2～50kHz高频振动幅值和相位基准的研究

在外差激光干涉原理的基础上,提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法,研制了Mach-Zehnder外差式激光干涉仪和信号调理仪,构建了PXI虚拟仪器测量系统,在压电高频(2～50 kHz)振动台上.实现了1～500 nm振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量,建立了国家高频振动幅值和相位基准,并在2～10 kHz频率范围内完成中国计量科学研究院(NIM)与德国物理技术研究院(FIB)的国际比对.     

时域同步平均的相位误差累积效应研究

时域同步平均是提高振动信号信噪比的常用方法,由于估计误差的存在性,相位误差累积效应是基于周期的时域同步平均方法的固有现象.对相位误差累积效应的产生机理进行了深入分析,表明这一效应是由取整运算误差和频率估计误差引起的.为统一分析这两种误差的影响,定义了相位误差累积因子,用其定量分析了相位误差累积效应的产生机理.为评估相位误差累积效应对时域同步平均效果的影响,系统分析了相位误差累积因子、信号分量阶次和平均段数等主要分析参数对时域同步平均信号幅值的影响规律.研究表明,一定范围内这几个参数的增大都会增强相位误差累积效应导致的时域同步平均信号幅值的衰减.因此,需要根据相位误差累积因子和信号分量阶次的范围慎重选择平均段数.     

用单片机实施旋转机械叶片振动监测的间断相位法研究

研究了测量旋转机械叶片振动的间断相位法，提出了测量叶片振动的相对偏移的计算机算法，并将其用８０９８单片机系统实现；本文还对间断相位法在旋转机械叶片振动在线监测中的应用进行了探讨，为实现整级叶片振动在线监测提供了一种可用的手段。     

0.1 Hz～50 kHz直线振动幅值和相位国家计量基准系统的研究

描述中国计量科学院在直线振动幅值和相位测量的理论研究和技术实现方面取得的最新进展。简要介绍了国家高、中、低频振动基(副基)准幅相特性测量装置的系统构建、测量原理和技术实现,以及装置达到的主要技术指标。提出振动基(副基)准优化提升中关键的技术创新点,如自主提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法,在压电高频(2kHz～50kHz)振动台上,首次在国内外实现了(1nm～500nm)振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量。中国计量科学研究院(NIM)与德国物理技术研究院(PTB)在10Hz～10kHz范围内开展的标准加速度计灵敏度幅相特性国际双边比对验证了国家基准的测量不确定度。     

O．1Hz～50kHz直线振动幅值和相位国家计量基准系统的研究

描述中国计量科学院在直线振动幅值和相位测量的理论研究和技术实现方面取得的最新进展。简要介绍了国家高、中、低频振动基（副基）准幅相特性测量装置的系统构建、测量原理和技术实现，以及装置达到的主要技术指标。提出振动基（副基）准优化提升中关键的技术创新点，如自主提出了改进的外差正弦逼近法和基于波峰波谷的外差时间间隔法，在压电高频（2kHz～50kHz）振动台上，首次在国内外实现了（1nm～500nm）振幅范围内的纳米级振动传感器灵敏度幅值和相移的测量。中国计量科学研究院（NIM）与德国物理技术研究院（PTB）在10Hz～10kHz范围内开展的标准加速度计灵敏度幅相特性国际双边比对验证了国家基准的测量不确定度。     

超低频激光干涉法振动幅相特性测量技术的研究

基于对结构动力学、地球物理和地震物探等研究领域中超低频振动计量器具量值溯源迫切需求的分析,对超低频（低至0.002Hz）、大振幅（1m（p-p））激光绝对法振动幅值和相位测量技术进行了研究。针对激光干涉仪在动态超低频、大振幅情况下,跟踪测量性能变差的问题,研制了具有直流输出特性的大光程零差正交激光干涉仪;采用自主提出的自适应动态分解算法,解决了超低频数据量庞大、数据采集处理困难的技术难题.。给出了在超低频振动台上对石英挠性加速度计进行校准的实验数据。结果表明,该系统可实现动态光程大于1m、频率范围0.002Hz~2kHz的加速度幅值和相位的激光绝对法精确测量。     

汽轮机振动信号测量的误差分析

通过计算,分析了在振动信号测量中幅值和相位的误差与采样方式的关系。得到只有采用整周期采样技术,才能获得足够的相位精度的结论,对提高汽轮机振动测量的精度有一定的借鉴价值。