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常见测量问题-第37部分“13倍频程分析能否发现声音波动频率?”

本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题,并介绍了答案。

马达和齿轮发出的声音,会有声音大小反复变化的异响。常用的方法是提取包络线并执行FFT分析,以确定重复频率分量的大小。

基础频率分析 (28) -《旋转机械设备诊断》

在本研究中,我们将进行1/3倍频程分析,并从声压级的变化情况中重复提取频率分量。
为简便起见,举例说明如何从1/3倍频程分析中对已知重复频率的波形提取变化分量。

原始波形
2000 Hz在10 Hz变动的信号
5000 Hz在30 Hz变动的信号
随机信号

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.1

三个信号相加,形成合成波形。

从下图中的合成波形 (紫色波形),似乎有重复,不清楚。

通过对复合波形进行FFT分析来查看功率谱。
2000 Hz与5000 Hz可见峰值。我知道2000 Hz和5000 Hz的频率分量比其他频率大。

但是,我无法看到这个峰值的大小有多大变化。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.2

对复合波形进行1/3倍频程分析。此时,时间常数 (时间权重) 为NONE (无),时间间隔选择1ms。
乘以时间常数后,变动情况会变得平滑、消失,请注意。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.3

您可以看到2000 Hz和5000 Hz的颜色图案之间不断变化的大小。更改以查看颜色缩放 (图中的95-60) 。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.4
  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.5

在2000 Hz和5000 Hz之间可以看到颜色的重复变化。
查看2000 Hz和5000 Hz的时间趋势 (时间变化) 。
1s间的流行款式。

从80 dB到95 dB。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.6


对于这种重复频率,请尝试FFT分析2000 Hz和5000 Hz的趋势波形。

以CSV格式存储趋势数据。已在屏幕上单击鼠标右键。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.7

在数据文件导入中,使用ASCII文件规范导入保存的CSV文件。
以1 ms为间隔求出1/3倍频程,因此采样频率为1000 Hz。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.8

导入时,数据管理器中会有更多文件。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.9


Track5是2000 Hz, Track6是5000 Hz的趋势波形。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.10

执行基频分析。
由于是1 s之间的数据,且采样频率仅为1000 Hz,因此如果不缩短帧长,则会导致数据不足,请注意。

  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.11
  • 基础频率分析 (28) -旋转机械设备诊断_No.12

峰值出现在10 Hz和30 Hz。
已确认2000 Hz、5000 Hz的趋势中有反复变动的成分。

如果您在听到声音时感觉它正在反复变化,请执行1/3倍频程分析,使用颜色模式搜索变化,并对趋势波形进行FFT分析,以便可以看到频率还有。请参考。

(摘自2020年5月20日发行的电子邮件杂志)