Vibration testing tips and tricks

振动测试注意事项

这是有关如何避免在振动测试系统的设计、安装和操作过程中常见的陷阱和困难的系列指导文章中的第一篇。

本文基于Brüel & Kjær VTS在振动领域的多年经验以及零件和组件的振动测试过程中可能遇到的众多问题。这次,我们着眼于场地设计,包括:

  • 布局
  • 环保
  • 服务和布线
  • 电磁

控制室布局

Position of control room

控制室位置
如果可能,控制室应放置在振动系统的视线范围内。如果无法做到这一点,则应安装CCTV(闭路电视)系统用以监视振动器。

试验室入口
振动系统的安装和维护均应有足够的通道,这样才能方便、安全地安装有效载荷和固定装置。

振动
在测试过程中,应考虑到振动(尤其是低频振动)会传播到地板上。可以使用各种安装选项来减少瞬态振动,但所有选项都有低频限制。不适宜的隔离安装共振会导致振动器过度运动,甚至损坏周围的建筑物。

功率放大器位置
系统功率放大器不应直接靠墙放置,因为这会限制可用于冷却的空气流量;如果放大器周围有自由空间,也更方便维护。系统用户手册中包含有关这一点的详细建议。

气垫小车
当设备装有“气垫”小车时,必须确保地板具有用户手册中指定的合适的光洁度和水平度。

风机软管
要安装加长的风机软管,必须先咨询Brüel & Kjær VTS的工程团队;延长软管可能导致振动器过热。出于同样的原因,应避免软管有急弯,并且在未咨询Brüel & Kjær VTS的情况下,不得改动外形图中所示的软管布置。

地面承载
地板必须能够承受振动系统的负荷——振动器及其相关设备都是重物。

主隔离器的位置
主电气隔离器和开关应安装在靠近放大器的可接近位置。其位置应符合相关的安全规定。

噪声
请注意,由于振动系统的特性,可听到的噪声是由动圈产生的。对于较大的系统,这通常会导致很大的噪声。应认真考虑使用消音结构和隔音室等。振动器的噪声级别参见用户手册。

其他设备
将振动系统与其他重型设备相邻放置可能会由于振动或电噪声的传播产生相关的问题。


环境振动测试

Environmental vibration testing

温度和湿度
建议不要在温度和湿度限制范围之外操作Brüel & Kjær VTS设备;参见相关的用户手册。

高海拔
在较高的海拔处,振动器的冷却将受到空气密度减少的影响。如果有可能出现这种问题,建议咨询Brüel & Kjær VTS的工程团队寻求意见。

清洁度
振动测试系统及其他相关设备不得在潮湿、油腻、脏污或多尘的环境中运行。污垢和灰尘可能会导致中心定位系统(若已安装)无法正常运行。因潮湿的条件导致的积水会腐蚀振动器,还可能导致电路短路。振动器上或其周围的油会使表面光滑,对操作人员构成危险。所以,确保周围区域整洁是日常维护活动的重要组成部分。

冷凝
如果工作温度和湿度(例如,在温度箱中工作)使振动器动圈的温度降至露点以下,则水分会凝结在动圈上。这样会腐蚀框架并导致短路。可通过以下方式避免这些问题:

  • 使用隔热板
  • 在动圈/温度箱接口周围安装加热元件
  • 将风机排出的热风引向温度箱底面

真空
当振动器与真空箱一起使用时,该真空箱会向动圈施加吸力。值得注意的是,在使用风冷式振动器的解决方案中,负载补偿基于正压进行,因此需要进行特殊控制。在水冷式振动测试系统中,安装有一个小型真空泵,用来对动圈提供负压。但是,这个真空泵不适于较大的真空箱。

热膨胀
在使用温度箱时,必须注意热膨胀及其可能引起的应力;当温度箱连接到一个多轴承滑台时,这一点尤其重要。

镁组件腐蚀
滑台、扩展头和其他组件中使用的镁合金容易腐蚀,因此应认真遵循用户手册中有关振动测试系统保养和维护的建议。


振动测试设备的服务和布线

Service and Calibrating

服务可用性
建议确保设备所需的所有服务均可用,并按照相关用户手册中的规定进行。

布线
在进行布线时,应注意以下几点:

  • 所有电缆的长度都应保持最短,因为超过用户手册中规定的长度可能会限制系统的性能。如有疑问,请咨询Brüel & Kjær VTS工程团队。
  • 注意不要对电缆终端施加过大的负载和拉力。
  • 动圈驱动和励磁电缆的管道应通风,以免产生热负荷,从而限制性能并造成损坏。
  • 线缆的敷设应整齐安全,以免发生短路危险。
  • 电源线和信号线应分开布线,以避免产生干扰。
  • 所有信号线都应进行屏蔽;三轴信号线应用于长距离的模拟信号

有关线缆的更多指导,请参见相关的用户手册。


电磁现场设计

安全接地和RFI接地
建议尽可能安装并使用安全接地。应使用指定类型的RFI(射频干扰)接地。有关接地的更多指导,请参见相关的用户手册。

振动器安装
的主体是钢结构,用以传导磁场。如果台体连接其它非Brüel & Kjær VTS提供的大型钢部件,磁场将传导到连接部件中。这可能会导致金属磁化、振动器内的磁通损失和/或较大的杂散磁场等问题。

控制设备的安装
如果控制设备靠近振动器安装,则杂散磁场可能会使监视器产生畸变。

低频磁场
Brüel & Kjær VTS建议在振动测试系统运行时,人员,尤其是带有医学植入物的人员,切勿进入危险区域。

有关安全操作及危险的更多指导,请参见相关的用户手册。


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