機械振動是工業機械設備運行中的普遍現象。一般來說，機械振動是有害的，因為它會破壞機械的正常運轉。因此，利用振動信號來判斷設備的故障狀態越來越受到重視。如果機械設備檢測失敗，其結果不僅會影響設備的使用壽命，還會帶來更大的損失。因此，基于振動信號的機械設備故障診斷已經成為監測設備狀態的主要形式。在機械運行過程中，設備狀態監測信號是反映設備運行是否正常的信息載體，而振動信號是設備的主要監測信號之一。基于振動信號的故障監測實現步驟為：振動數據采集、邊緣終端數據處理、遠程服務器進行設備狀態監測和故障診斷。

01振動信號采集

振動傳感器通常用于采集機械振動信號。振動傳感器作為傳感器的一種，在工業上主要用于檢測機械設備在工作中的振動，進而判斷設備是否有故障。基于振動傳感器的特點，它在預知維修中起著重要的作用。常見的振動傳感器分為位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、應變傳感器、扭轉振動傳感器、扭矩傳感器等。根據測得的力學量。

云康中充SL2000三合一智能有線傳感器內置三軸振動感應加速度計、電容駐極體麥克風和PT100鉑電阻，可高精度、快速、連續檢測設備的X、Y、Z三軸振動、聲音和溫度信號。經抗混疊濾波后，輸出相應信號的電壓幅值，通過IP65防護等級的天線接入采集終端。

振動傳感器廣泛應用于幾乎每個行業。比如建筑行業，鋼鐵行業，煤炭行業。通過加速度采集設備的振動信號，傳感器將設備的實時振動數據傳輸到采集終端。

02邊緣終端數據處理

在振動采集過程中，往往存在多種干擾，導致數據不準確，會偏離真實值。因此，在采集振動信號后，要提取采集數據的特征值，以提高數據的真實性和可用性，還要分析振動信號的隨機性，以確定具體的處理手段。常用的振動信號特征值包括：加速度、速度、位移、主頻、最大值、最小值等。

云康中充IEP3200 edge智能終端專門用于采集工業設備的狀態信息，可以提取各種傳感器的特征信息。傳感器包括三合一有線傳感器、電流諧波傳感器、溫度-振動傳感器、溫度傳感器、液位傳感器等。

03遠程服務的狀態監控和故障診斷

分析振動數據的主要目的是利用振動數據判斷設備的運行狀態，診斷設備故障。振動數據分析主要包括時域分析和頻域分析。

時域分析：

時域振動參數分析是機械設備故障檢測和診斷的一種簡單方法。時域波形是數據處理器去噪后處理的信號，包含了更多的信息。在時域診斷中，常用的特征參數有：均值、均方根值、峰值、峭度指數、波形指數、脈沖因子、裕度系數等。通過監測這些特征參數是否超過設定的閾值，可以診斷出傳動部件的機械故障。

電機實時振動波形圖

頻域分析：

振動信號的時域頻譜分析是研究故障特征的基本方法之一，可以在頻譜中獲得全面的故障信息。在頻域，主要從幅度譜、功率譜、倒譜和包絡譜進行分析。頻譜的橫坐標表示振動信號的頻率單位Hz，縱坐標表示頻率振幅。振幅譜是對振動信號進行處理后的傅立葉變換(FFT)

設備狀態監測與故障診斷技術的本質是了解和掌握設備在運行過程中的狀態，評估和預測設備的可靠性，在早期發現故障，識別其原因、位置、危險程度等。預測故障的發展趨勢，并根據具體情況做出決策。因此，設備狀態監測與故障診斷技術包括兩個方面：識別設備狀態監測和預測發展趨勢。該過程分為多維數據獲取、特征提取、診斷模型和診斷結論四個基本環節。

故障診斷的基本流程

綜上所述，利用振動信號診斷故障是設備故障診斷中一種有效且常用的方法。機械和結構系統在運行過程中的振動及其特征信息是反映系統狀態及其變化規律的主要信號。

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