故障机组录音的频谱分析的价值

apprent

对振动噪声故障诊断等一知半解，发帖来请教。
当我们发现机组有某种异常振动噪声时，因为不清楚故障的原理，于是把噪声用简单的设备（手机、相机）录了下来，然后转成wav格式，在matlab中分析一下声音的频谱，在频谱中也确实发现了一些特点（如下图的倍频特征），这样的分析有价值没？还可以怎么更进一步？有必要换用什么专业点的设备再次测试？


附matlab代码（网上找的）：

1. [y,Fs,bits]=wavread('3236_100.wav');
   
2. y=y(:,1);
   
3. sigLength=length(y);
   
4. Y = fft(y,sigLength);
   
5. Pyy = Y.* conj(Y) / sigLength;
   
6. halflength=floor(sigLength/2);
   
7. f=Fs*(0:halflength)/sigLength;
   
8. figure;plot(f,Pyy(1:halflength+1));xlabel('Frequency(Hz)'); %频域图像
   
9. t=(0:sigLength-1)/Fs;
   
10. figure;plot(t,y);xlabel('Time(s)'); %时域图像

复制代码

hero9641

是风力发电机组么？
之前在展会上了解过一点
噪声本质上也是振动通过空气媒介向外界传递，与传统的振动监测在监测频率范围上不同
音频会反应一些部件如轴承，极早期的缺陷，一般会反应在20khz以上的频率段
类似lz这种应用是否有价值
看论坛里有没从事声学仪器方面人士的给解释下吧

impulse

目前在声音这块研究得比较少，如果将振动和声音结合起来，我觉得应该有助于分析诊断。

apprent

hero9641 发表于 2013-2-4 09:13

                               
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是风力发电机组么？
之前在展会上了解过一点
噪声本质上也是振动通过空气媒介向外界传递，与传统的振动监 ...

是风电机组。我也同意您对振动和噪声关系的解释。我想如果我们对这一种特定故障的振动规律理解的很清楚了，而同时的噪声也能观测到对应的规律，那么也许就应该可以用对噪声的分析来替代振动采集和分析。毕竟录音比采集振动要简单的多。
发这个帖也是想来请教，这种方法是否可行可靠，是否有过成熟的应用？

impulse

我倒是觉得声音采集比振动更麻烦，要求更高，因为环境干扰太强。

firecat_2

其实早期的故障诊断就是用手摸，用耳听，用眼看，用身体去感受。
手对于感知抖动，冲击类能量较大的振动有优势，类似于加速度传感器。
耳听对于中高频的振动有优势，并且可以发现一些瞬时能量释放的振动，例如有的振动身体感受不到，但是耳可以听到，但同样有些振动耳朵分辨不清。
眼可以对低频振动的分析有优势，也就是位移的变化，肉眼可以看得出来，并且可以伴随相位，例如齿轮箱的轴向攒动，风机的机舱晃动等。
身体对于低频振动有优势，但是与坐姿等有关，我认为是把人自己作为一个激励物，不同的姿势决定了自己的阻尼，弹性系数，对振动的感受也不一样，例如在风机里有些振动自己看不到，但是明显可以感觉到晕，有些振动你摸不到，看不到，听不到，但是屁股坐上去之后有抖动感。

有兴趣的可以研究一下GBT_GB13441[1].1-2007_机械振动与冲击_人体暴露于全身振动的评价

声学与振动的结合在一定条件下是适用的，并且成本低，可以使用。

yinwei198325

很有意义的话题！
（1）我做振动检测与故障诊断的经验是：只有同时分析振动与噪声两种信号，才能作出准确的判断。
有的时候，振动信号像一锅东北乱炖，其频谱、波形、解调会集体失灵，凶手隐藏其中；此时，如果尝试着将振动信号转换成音频信号，然后专心地用心去听，则可能会带来意想不到的惊喜，它能帮助你从中辨别出振动、异响的真正元凶。（matlab里将振动波形数据转化为音频文件的函数是wavwrite）
当然，分析噪声的前提条件是你得拥有一双灵敏的耳朵，相当于噪声传感器，这需要平时刻意的训练，多听、多感觉。想一想，盲人的听力是不是很厉害？
（2）LZ提到的方法也给我提供了一条新的思路：如果有一天，当我们振动分析师身边没有佩戴宝剑——“测振仪”时，我们还可以利用手机进行录音，回家后借助matlab将其转化成数字信号，再进行波形频谱分析。虽然噪声信号容易受到外界的干扰（噪声采集条件相比振动采集更严格），但在一定程度上也能收集到设备异常振动的证据，至少可以帮助我们计算关键频率值。总之，振动检测与故障诊断工作主要还是靠人，千万不要迷信各种先进的检测设备。

ctgu_zheng

我到觉得这个方法不一定可行；
因为手机录音接受的 音频信号 也是有一定范围的 相对于对原始的信号做了一个滤波，经过滤波后再处理，信号可能已经与原始的信号不一样了。会有一定的丢失。

apprent

ctgu_zheng 发表于 2013-2-6 15:15

                               
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我到觉得这个方法不一定可行；
因为手机录音接受的 音频信号 也是有一定范围的 相对于对原始的信号做了一个 ...

您说的有道理，所以我也想过应该了解一下普通手机麦克风的参数，采集的频率范围、与专业噪声采集的麦克风有何不同等等。  不过目前还没搜集到什么资料。

李苹

普通的手机等录制的音频信号频响通常20HZ到几KH，真正录制设备近场声音信号通常使用调频录制，手机等多数是录制调幅信号，也就是对20HZ以下信号基本失真！