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2023-06-26
如何测试和分析振动响应信号
【摘要】：管道振动响应测试系统框图如图10－40 所示。振动响应信号采集振动时域信号能够反映振动信号幅值大小及其随时间的变化情况。图10-41管线振动响应测试点分布图图10-42测点1 在Z 方向的响应频谱图振动响应信号分析①不平衡惯性力和管内流体的压力脉动在异形管件等处产生的激振力是管线振动的两个主要原因。②注水泵出水管线振动的两个主导频率为29 Hz 和30.5 Hz，分别对应于泵房内基础激励频率和管线内流体压力脉动频率。
电动机转频为fm＝1 486／60＝24.8（Hz），柱塞泵曲轴转频为fb＝269／60＝4.48（Hz），计算得管中流体压力脉动基频为30.8 Hz。管道振动响应测试系统框图如图10－40 所示。
图10-40 管线振动响应测试系统框图
1.测试设备
①加速度传感器采用4514－001，最大输出电压水平为5.0 V。
②信号采集系统B＆K3560B 是该系统硬件部分的一个模块（还包括B＆K3560C／D／E）。B＆K3560B 采集系统为5 输入1 输出，采集频率范围为0～25.6 kHz。
③实验信号分析软件采用PULSE 系统的软件部分——PULSE7700 型应用软件。可以进行整个测量过程的设置，包括通道选择、传感器选择、分析仪选择与设置、数据显示设置及以后的数据保存等设置。设置完成后，手动启动即可开始采集数据。
2.测点布置及实验参数设置
（1）测点布置
采取平均取点的方法，同时考虑管线上各关键点，沿管线轴向共设置了6 个测点，如图10－41 所示，各测点分别测取两个方向的振动信号。
实验采样参数设置为：采样频率为1 024 Hz，采样时间为2 s，频谱分析带宽为0～400 Hz，频谱分析线数为800 线，频率分辨率为0.5 Hz。
（2）振动响应信号采集
振动时域信号能够反映振动信号幅值大小及其随时间的变化情况。为了揭示管线振动信号的频率分布及幅值大小情况，实验时，将传感器测取的时域信号进行了快速傅里叶变换，获得了管线上振动较大点的振动响应频谱信息，如图10－42～图10－52 所示。
图10-41 管线振动响应测试点分布图
图10-42 测点1 在Z 方向的响应频谱图
（3）振动响应信号分析
①不平衡惯性力和管内流体的压力脉动在异形管件等处产生的激振力是管线振动的两个主要原因。
②注水泵出水管线振动的两个主导频率为29 Hz 和30.5 Hz，分别对应于泵房内基础激励频率和管线内流体压力脉动频率。越靠近弯管处，30.5 Hz 频率分量引起的振动越大。
图10-43 测点1 在X 方向的响应频谱图
图10-44 测点1 在Y 方向的响应频谱
图10-45 测点2 在Z 方向的响应频谱图
图10-46 测点2 在Y 方向的响应频谱图
图10-47 测点3 在Z 方向的响应频谱图
图10-48 测点3 在Y 方向的响应频谱图
图10-49 测点5 在Z 方向的响应频谱图
图10-50 测点5 在Y 方向的响应频谱图
图10-51 测点6 在Z 方向的响应频谱图
图10-52 测点6 在Y 方向的响应频谱图
③管线测点4、5、6 处因支撑少、刚度小，振动较测点1、2、3 处大，改造工作应该考虑这些刚度较小的点。
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