Что такое вибрация: параметры и способы её измерения

Во время работы машины и механизмы вибрируют. В большинстве случаев вибрация — бесполезный и неблагоприятный побочный эффект. На человека она влияет негативно: вызывает различные патологические изменения в организме и профессиональные заболевания. Чтобы контролировать уровень вибрации, разработаны специальные методы её измерения. В статье рассматриваем параметры вибрации и рассказываем, при помощи каких приборов она измеряется. 

Что такое вибрация

Это механические колебания тела или его повторяющиеся перемещения около некоторого среднего положения. Предметы могут вибрировать как целое, при этом их центр тяжести колеблется относительно положения равновесия. Также вибрации могут возникать при периодических изменениях формы предмета и смещении его частей.

Параметры: виброперемещение, виброскорость, виброускорение, 

Поскольку вибрация — это специфическое механическое движение, для его анализа и описания используют понятия из классической физики: перемещение, скорость и ускорение.

Виброперемещение характеризует изменение положения контролируемой точки в пространстве относительно положения равновесия. Виброперемещение измеряют в микрометрах (мкм).

Виброскорость, или колебательная скорость, — быстрота изменения положения контролируемой точки в пространстве. Математически виброскорость — это первая производная виброперемещения по времени. Единица измерения виброскорости — метр в секунду (м/с).

В реальности виброскорость непрерывно изменяется, поэтому для решения практических задач используют усреднённую величину — среднеквадратичное значение (СКЗ) виброскорости.

Виброускорение — скорость изменения скорости или вторая производная виброперемещения по времени. Единица ускорения — метр в секунду в квадрате (м/с²).

Каждый из перечисленных параметров измеряют и анализируют в определённом частотном диапазоне. Например, виброперемещение измеряют на низких частотах до 300 Гц, а виброускорения — на частотах выше 1000 Гц.

Методы измерения вибрации

Вибрацию можно измерять контактными и бесконтактными способами. В первом случае измерительный датчик находится в непосредственном контакте или механически связан с поверхностью, вибрации которой анализируются. К контактным методам относятся измерения с помощью пьезоэлектрических датчиков и метод открытого резонанса.

Бесконтактные методы основаны на использовании ультразвуковой фазометрии и интерференции электромагнитных волн высоких и сверхвысоких частот. 

Виды виброметров 

Для количественной оценки уровня вибраций используют специальные измерительные инструменты — виброметры. Они различаются в зависимости от принципа работы.

Пьезоэлектрические 

Пьезоэлектрический датчик через щуп воспринимает вибрации исследуемого объекта и преобразует их в электрический сигнал. После его обработки в аналого-цифровом преобразователе результаты измерений выводятся на дисплей прибора. Пьезоэлектрические виброметры могут быть производственного или строительного назначения.

Оптические 

В этих виброметрах свет лазера отражается от поверхности исследуемого объекта и попадает в оптический приёмник, который преобразует его в электрический сигнал. После цифровой обработки результаты измерений выводятся на дисплей. 

Индукционные

Приборы этого типа создают магнитное поле, под действием которого в металлических вибрирующих частях тестируемого оборудования возникают токи Фуко. Датчики виброметра улавливают магнитное поле этих токов и преобразуют его в электрический сигнал, который несёт информацию о параметрах вибрации.

Как выбрать виброметр

Измерительный прибор выбирают для решения конкретной задачи по комплексу критериев, среди которых:

• Тип прибора — портативный или стационарный.

• Принцип измерений — контактный или бесконтактный.

• Число измеряемых параметров вибрации.

• Диапазон значений измеряемых параметров — частоты, виброскорости, виброускорения и т. д.

• Погрешность измерений.

• Наличие конкретной модели виброметра в госреестре.

• Цена.

Заключение

При работе промышленного оборудования возникают вибрации — в большинстве случаев они неблагоприятно воздействуют на организм человека. Для замера и контроля их уровня используют специальные измерительные приборы — виброметры. Специалисты компании «Восток-7» подберут для ваших задач виброметр с оптимальными характеристиками.