.上海市計量測試技術(shù)研究院；.上海理工大學

0 引言

電子機械故障聽診器（簡稱故障聽診器）是工廠開展設備狀態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)設備基礎(chǔ)性維修的聲學振動監(jiān)測分析儀器，可以快速掌握機器在運行過程中的狀態(tài)，確定其整體或局部工作正?；虍惓?，避免由于設備損壞而造成巨大經(jīng)濟損失。當機械系統(tǒng)偏離其正常狀態(tài)，會導致其運行時出現(xiàn)性能降低和故障，如某些零件或部件損壞，致使拖動功率降低；傳動系統(tǒng)失去平衡、抖動、噪聲增大；運動機構(gòu)的工作能力下降；燃料和潤滑劑消耗劇增等狀況，對工業(yè)企業(yè)正常運作和安全生產(chǎn)構(gòu)成巨大隱患。

1 故障聽診器原理和組成

故障聽診器通常由探針、儀器、耳機三部分組成，該類儀器主要用于定性、定位檢查，通常無數(shù)值顯示。工作時，將探針尖端與機械設備外殼相接觸，檢查人員佩戴耳機監(jiān)聽，確定機械設備在工作過程中是否有刺耳或異常的聲音信號出現(xiàn)，從而快捷地確定機械工作狀態(tài)。

這類儀器的工作頻率范圍一般為100 Hz到10 kHz，而人耳聽閥的頻率范圍為20 Hz到20 kHz，故這類儀器的工作頻率范圍屬于人耳正常的聽力范圍?？紤]到儀器運轉(zhuǎn)聲音的大小不同，一般還設有輸出信號靈敏度調(diào)節(jié)功能，用于放大聲信號，便于檢查人員監(jiān)聽。

2 檢測方法和檢測裝置

2.1 可測聽頻率范圍

將信號發(fā)生器的輸出信號以數(shù)據(jù)線引出，數(shù)據(jù)線末端為鱷魚鉗，將其夾在故障聽診器的探針上。故障聽診器的接耳機端口引出輸出線，同時接到耳機和頻率計數(shù)器，如圖1所示。

圖1 可測聽頻率范圍測量示意圖

將信號發(fā)生器輸出信號設置為正弦波信號，頻率為100 Hz。調(diào)節(jié)輸出電壓幅值，直至在耳機上能清晰地分辨出特征聲音信號（簡稱特征信號），記錄此時頻率計數(shù)器上的頻率示值，若電壓調(diào)整到故障聽診器最大可輸入電壓仍無法聽到聲音，說明故障聽診器在該頻率點無法工作。

保持信號發(fā)生器輸出電壓幅值不變，改變輸入信號頻率，以1/3倍頻程點從100 Hz開始直至10 000 Hz，記錄各個頻率點的頻率計數(shù)器頻率示值和耳機監(jiān)聽情況。

這樣檢查人員通過耳機監(jiān)聽可以直觀獲得故障聽診器的工作情況，通過比較信號發(fā)生器的輸出頻率和頻率計數(shù)器的頻率示值，可以準確確定故障聽診器的頻率測聽范圍。

2.2 靈敏度調(diào)節(jié)功能

測試設備連接參照圖1，將頻率計數(shù)器替換為數(shù)字電壓表，將信號發(fā)生器輸出信號設置為正弦波信號，頻率為1 000 Hz。調(diào)節(jié)靈敏度調(diào)節(jié)按鈕，觀察數(shù)字電壓表示值變化情況，確認該功能情況。

3 實驗驗證和數(shù)據(jù)分析

選擇市場上常見的HLS10型機械故障聽診器進行試驗驗證，測量數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

表1 可測聽頻率范圍

表2 靈敏度調(diào)節(jié)功能

可見：1）對于“可測聽頻率范圍”項目，來自被測故障聽診器的輸出與檢測設備發(fā)出的參考信號吻合度很好，與檢測人員通過耳機的實際監(jiān)聽情況完全一致。在低頻率點的測量結(jié)果吻合度不如高頻率點，也可以在耳機監(jiān)聽中得到確認，主要是低頻時耳機內(nèi)的聲音較嘈雜，特征信號相對不明顯。2）被測故障聽診器的 “靈敏度調(diào)節(jié)功能”是連續(xù)的且無法準確定位，這項功能主要是為了調(diào)節(jié)耳機中可聽聲的大小，因在實際工作中，周圍環(huán)境的噪聲大小不可控，故需調(diào)節(jié)靈敏度以達到放大或減小耳機中聲音，使之更清晰，此項測量結(jié)果主要為定性檢查，可見示值變化趨勢與靈敏度調(diào)節(jié)位置大小一致。

4 結(jié)語

通過實驗驗證可見本文采用的測試方法對故障聽診器的檢測完全適用，且用于檢測的設備都為常用儀器，易于實施，具有極強的可操作性。

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