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状态监测与故障诊断技术 第四章 噪声监测
第四章 噪声监测 ????噪声监测中，除了对声压声强等参数进行测量外，一项重要内容就是通过噪声测量和分析来确定机器设备故障的部位和程度。为此，首先就必须寻找和估计机器中产生噪声的声源，进而从声源出发，研究其频率组成和各分量的变化情况，从中提取机器运行状况信息。所以机械设备噪声源识别技术的研究是噪声监测技术中不可缺少的内容之一。 ????噪声识别的方法很多，从复杂程度、精度高低以及费用大小等方面均有很大差别，实际选用时可根据监测的对象和现场条件而定。本节介绍几种现场实用的识别方法。 ????一、 主观评价和估计法 ????人的听觉系统具有比最复杂的噪声测量系统更精确地区分不同声音的鉴别能力，经过长期实践锻炼的人，有可能主观判断噪声源的频率和位置。有经验的操作人员或检验人员在生产现场，从机器的运转噪声中，能判断出机器运行是否正常，并能判定造成异常的主要噪声源的零件及其原因。这就是主观评价和估计法，它在实际生产中常常是很有用的。有时为了排除其它噪声源的干扰，主观评价和估计法还可以借助于听音器。对于那些人耳达不到的部位，还可以借助于传声器-放大器-耳机系统。 ????主观评价和估计法的不足之处在于人的听觉系统虽然有高度的鉴别能力，但并非人人都能达到的。而且这种鉴别能力因为带有主观因素，对同样的机器噪声来说，不同的人鉴别结果常常不易一致。此外，主观评价和估计法也无法对噪声源作定量的量度。 ????二、 近场测量法 ????这种方法通常用寻找机器的主要噪声源，较简便易行。具体的做法是用声级计在紧靠机器的表面扫描，并从声级计的指示值大小来确定噪声源的部位。 ????例如在对390V柴油机润滑油泵进行噪声试验研究中，为了确定泵壳表面噪声的主要辐射部位，先用精密声级计（ND-2）对泵壳表面进行近场扫描测量。泵壳外形和测量点位置如图4-1所示。测量结果发现泵体的两侧面H、G和压阀盖表面N近场噪声较高，且以N面最高，这就为进一步作振速测量分析确定了具体部位。 ????根据声学原理，近场测量法的正确性是有条件的。传声器测得的声级主要应有是靠近的某个噪声源贡献的结果，其它噪声源对测量值没有影响或影响很小。但由于靠近总是相对的，一定的声场总会受到附近其它噪声源的混杂，尤其是在车间现场，一台大机器上的被测点是处于机器上其它噪声源的混响场内。所以近场测定法不能提供精确的测量值，这种方法通常用于机器噪声源和主要发声部位的一般识别或用作精确测定前的粗定位。 ????三、表面振速测量法 ????对于无衰减平面弦行波来说，从表面质点的振动速度可以得到面积为S的振动表面辐射的声功率，其表达式可写为 式中 ρc-空气的特性阻抗； S-振动表面的面积； Wr-振动表面辐射的声功率。 ????为了对辐射表面采取有效的降噪措施，需要知道辐射表面上各点辐射声能的情况，以便确定主要辐射点，采取针对性的措施。这时可以将振动表面分割成许多小块，测出表面各点的振动速度，然后画出等振速线图，从而可形象地表达出声辐射表面各点辐射声能的情况以及最强的辐射点。 表4-1 滑油泵壳体表面各点振速值u（cm/s） 测点编号 转速620（r/min） 转速733（r/min） 转速779（r/min） 转速823（r/min） 压力约等于0 压力5x10的5次方（Pa） 压力约等于0 压力约等于0 压力约等于0 13 15 17 19 111 26 28 210 212 33 35 37 39 311 44 46 48 410 51 59 511 688 610 79 A B C D E F G H 0.40 0.40 0.45 0.45 0.45 0.70 0.70 0.85 0.80 0.70 0.70 0.90 0.95 0.80 0.95 0.85 0.90 0.90 1.05 1.00 0.85 1.15 1.60 0.80 0.85 0.75 0.60 0.50 0.30 0.35 0.70 0.45 0.35 0.60 0.75 0.70 0.50 1.00 1.00 0.90 0.50 0.65 1.10 0.90 1.10 1.10 1.10 1.00 1.00 1.10 0.90 0.85 0.80 0.75 0.90 0.60 0.20 0.25 0.35 0.25 0.20 0.30 0.20 0.25 1.35 1.00 0.95 1.00 0.90 1.10 1.20 1.15 0.90 1.50 1.30 1.30 1.60 1.40 1.70 2.00 2.50 1.50 3.00 2.20 1.20 2.00 1.10 1.05 1.05 0.75 1.05 1.15 0.73 0.75 0.60 1.20 0.80
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