搭建一套完整的声学与振动测试系统

不知道该从哪里着手进行声学和振动测试？

面对不可靠的数据、验证误差以及过于复杂的设置，着手进行声学与振动测试可能会让人望而生畏。 

不过别担心。在本指南中，我们将带您了解设置声学与振动测试的关键步骤，并帮助您避开可能增加操作难度的常见陷阱。

声学与振动测试对于产品的耐用性、用户体验以及合规性至关重要。它为您提供所需的数据，助您识别设计中的潜在问题、查明开发过程中的问题根源，并验证解决方案的性能，同时避免发布后耗费高昂的修复工作。
 

要获得可靠的声学与振动测试结果，您需要： 

• 准确、清晰且一致地捕获正确信号

• 遵循一种易于掌握且可重复的工作流程

• 使用开箱即用的工具，无需反复试错

本指南将带您逐步了解如何使用 HBK 的“故障诊断分析仪”进行一次完整的测试——该解决方案旨在提供高质量的测试结果，即使没有专业人员的支持也能轻松完成。

在进行首次测试之前，请确保已做好一切准备，以确保测量结果的可靠性：

如果您希望获得可靠的测量结果，就必须确保您的硬件能够与数据采集（DAQ）解决方案稳定地通信。
 

1. 使用随附的网线将 Fusion-LN 或 LAN-XI 模块连接到计算机上。LED指示灯将显示系统已通电且运行正常。 
   
   
2. 启动 BK Connect。它将自动扫描已连接的硬件，并显示可用的模块。
   
   
3. 请确认您的模块是否出现在硬件列表中，且连接状态显示为绿色。该软件会显示设备的序列号、通道数和固件版本，以便您确认所有设备均能正常通信。

如果模块未显示，请不要紧张——首先检查电缆插头和电源连接是否正常。BK Connect 中的诊断工具可帮助您识别连接故障并提供后续处理建议，从而简化故障排除流程。

在测量设置过程中，传感器配置往往是极易出错的一步。手动配置传感器可能会导致人为失误，从而使后续的测量结果不够可靠。

幸运的是，BK Connect 直观的工作流程能通过引导您完成传感器的安装和配置过程，从而更大限度地降低这些风险。

该过程遵循一个逻辑顺序：

对于传统传感器，BK Connect 庞大的传感器库收录了数百种加速度计和传声器的参数。只需选择您的传感器型号，即可应用正确的缩放系数。

现在是时候选择您希望从测量数据中提取哪些信息了。 

以下是根据您的具体情况选择合适分析方法的指南：

*用于阶次分析所需的转速计信号，既可通过专用转速计测量，也可利用BK Connect的“自动追踪”功能进行合成。 
 

BK Connect 可帮助您选择合适的分析方法，并加载经过最常用的默认设置包括频率带宽、分辨率和平均方式。这能让您更快地完成设置，并更快地找到所需的信息。

借助 BK Connect，您可以为经常重复进行的测试创建模板，例如电机诊断、泵分析或轴承评估。

模板能完整保留您的传感器设置、分析参数和显示布局，因此您无需每次都重新配置系统——这对高负荷工作的精干团队而言，能节省大量时间。

现在设置已完成，您可以开始收集数据了。在点击“开始”之前，请运行验证检查，以确保整个信号路径均按预期工作。现在进行验证，可以节省日后数小时的故障排查时间。

BK Connect 包含一系列工具，可在测量开始前验证信号链的完整性，从而识别可能影响测量结果的问题，例如电缆故障、传感器损坏或验证漂移。

系统设置并验证完成后，您就可以开始测量了：

1. 在开始数据采集之前，请先监测输入信号电平——请留意数据采集硬件上的绿色指示灯以及BK Connect中的监测图表，以确认系统运行正常。

2. 按下“RECORD”按钮——这将开始对您的信号进行时间记录

3. 在记录过程中监控数据质量——留意过载警告

4. 完成后请按“暂停”键——如果您对录音结果满意，即可保存数据；如需重录，可重置系统。

抗混迭滤波会在硬件层面自动启用，且BK Connect采用了适用于典型分析类型的预设平均值——因此，您无需逐一调整每个设置，即可专注于采集清晰、可靠的数据。
 

测试时长取决于您要研究的内容：

• 对于稳态信号（如不平衡引起的噪声或齿轮的调频噪声），延长录音时间通常更有助于消除波动并验证其可重复性。

• 瞬态信号（如咔嗒声、撞击声或短时事件）需要高时间分辨率。 但这些事件往往难以预测，因此可能需要持续录制，直到捕捉到该事件为止。

在大多数情况下，最好进行长时间记录，以确保获得足够的数据来对稳态信号进行平均处理，或者捕获瞬态事件。 BK Connect 的后处理工具可让您检查（甚至监听）录音内容，然后将信号裁剪为仅包含信号分析所需的时间段。

在收集完数据后，您现在需要解读这些数据在实际中的含义。
 

虽然结果和分析会因具体应用而异，但以下是一些值得关注的主要发现：

• 特定频率下的尖锐峰值通常表明存在周期性振源，例如旋转部件或齿轮啮合。

• 在1倍转频下出现主导峰值，是旋转轴或组件失衡的常见征兆。

• 在2倍转频下出现的峰值可能表明存在对中不良，尤其是在承受载荷的轴或联轴器上。

• 出现多重谐波（3倍、4倍、5倍）可能表明存在松动、安装不当或联轴器相关的问题。

• 整个频率带宽内的信号幅度普遍增大，通常反映出设备存在普遍磨损、松动或结构完整性下降的情况。

• 高频成分通常与轴承或齿轮相关，可能预示着早期损伤、冲击或摩擦。

BK Connect 通过将整体振动水平与行业标准进行对比，并突出显示关键关注区域，帮助您量化这些检测结果。

完成测量后，最后一步是清晰、一致地报告结果，并采用团队能够据此采取行动的格式。BK Connect 提供了内置的导出和对比工具，因此您无需费力地重新制作图表，也不必手动保存并肉眼对比多个图表。 
 

如需报告，您可以：

• 直接导出为 PowerPoint、Word、Excel 或 PDF

• 自动包含校准数据、测量设置和测试元数据

为辅助设计和维护决策，请考虑以下几点：

• 将不同会话的结果叠加显示，以追踪随时间的变化

• 通过比较测试迭代来确认设计更新或修复的影响

这消除了声学与振动测试中最突出的痛点之一——文档不一致——并为您提供清晰、可追溯的输出结果，以最低的开销支持合规性、质量审查和产品验证。