Сергей спросил:
Впервые измерил спектр вибрации новым анализатором с динамическим диапазоном 110дб
И сразу увидел много слабых (минус 70-80 дБ) гармоник на низких частотах, ниже оборотки
Мне казалось, что по физике такой вибрации нет. Решил, что пришла с фундамента - там такие составляющие есть, но совсем мизерные, значит не с фундамента и не шумы прибора
Так откуда они могут быть? И нужны ли они для диагностики? Хотелось бы знать мнение опытных диагностов

Одну причину Вы уже отметили - очень много наводок на приборы, в том числе и внутренних, которые при динамическом диапазоне до 80дБ просто не видно в спектре, даже с очень высоким разрешением по частоте.
Поскольку это наводки, в основном, на вход усилителя, помогают входные дифференциальные цепи. Даже если датчик имеет низкоомный выход. Но для ICP преобразователей он по какой-то причине не используется.

Вторая причина - нелинейность среды, по которой распространяется вибрация. Очень часто в оборудовании с потоком жидкости (газа) из-за турбулентности нелинейно взаимодействуют разные достаточно сильные гармонические составляющие давления,и появляются пульсации давления с комбинационными частотами. При высоком динамическом диапазоне прибора они становятся видимыми.

Третья причина - модуляция колебательных сил, лучше всего проявляется в вибрации зубчатых передач. Если, например, вибрация на низкой частоте (любая из гармоник) модулирована высокой (любой из гармоник), то часть боковых составляющих имеет "отрицательные" частоты, которые и видны в спектре как положительные, "отраженные" от нулевой частоты. При такой модуляции боковые составляющие вполне могут оказаться в зоне частот ниже оборотки
Такие составляющие часто встречаются и в приборах с низким динамическим диапазоном.

Не надо забывать и о возможности появления субгармоник оборотной частоты, причин для этого может быть очень много.

Теперь вопрос - нужны ли слабые составляющие для диагностики. Для эксперта могут оказаться очень полезными, но требуют обязательной проверки природы происхождения. В автоматической диагностике обычно учитываются гармонические составляющие с СКЗ от процента к самой сильной гармонике и выше. Только в диагностике по току требуется начинать измерять с 0,1 процента, а иногда и ниже. Но автоматическая диагностика по току все еще не автоматизирована

Существуют лазерные измерители расстояния (лазерные линейки), вполне доступные по цене.
А почему нет лазерных измерителей вибрации, по крайней мере недорогих?

Почему есть недорогие лазерные линейки и нет недорогих лазерных датчиков вибрации?

Уважаемый Сергей,

Лазерная линейка измеряет расстояние по задержке отраженного оптического импульса относительно излученного, а лазерный датчик вибрации – изменение частоты, отраженного (непрерывного) лазерного луча, возникающего из-за эффекта Доплера в процессе отражения от колеблющейся поверхности.

Формировать поток лазерных импульсов с использованием освоенных технологий проще (и дешевле), чем непрерывный сигнал, и измерять задержку принимаемого импульса относительно импульса посылки – проще. Отсюда и цена.
При частых (с частотой около 1кГц) посылках одиночных лазерных импульсов или пакетов импульсов можно измерять и изменения (колебания) расстояния до объекта, тем самым, измеряя относительное виброперемещение объекта, и такое устройство не будет очень дорогим. Выпускаются ли такие устройства – я не интересовался, так как для диагностики нужно измерять вибрацию до весьма высоких частот (как минимум, до 20-30кГц), а это уже измерения виброскорости или виброускорения, а не виброперемещения

В лазерных Допплеровских измерителях вибрации приходится кроме формирования основного непрерывного оптического потока формировать еще и другой, сдвинутый по частоте от основного на жестко фиксированную небольшую (из радиочастотной области) частоту. Далее необходимо смешивать два сигнала – отраженный и сдвинутый по частоте, выделять разностный сигнал (в радиочастотном диапазоне) и далее непрерывно измерять флуктуации частоты разностного сигнала (использовать частотный детектор). Все это достаточно сложно реализуется, что приводит к высокой стоимости лазерных датчиков виброскорости.
Да и применять такие датчики виброскорости в вибродиагностике не так просто, можно решать лишь специальные задачи

А почему в Ваших системах диагностики насосных агрегатов не используются датчики давления?

Если в насосный агрегат штатно встроены датчики давления, то получаемые от них данные могут использоваться и нашими системами диагностики, если существует способ передачи этих данных в программу диагностики.
Так в программе DREAM для переносной системы диагностики, использующей редкие (раз в 1-2 месяца) измерения контролируемых параметров, предусмотрен ручной ввод данных для использования программой мониторинга (сравнение с порогами и построение тренда).
В программе ОДА, используемой в стационарной системе диагностики, вводить данные со штатных средств измерения можно двумя способами – подавая аналоговый сигнал (0-3В) на вход одного из блоков анализа сигналов (БАЭС) или, если цифровое средство измерения давления подключено к сети Ethernet, передавая данные в программу по информационной сети. Программа ОДА может использовать результаты измерений и для мониторинга, и для диагностики, если известна связь контролируемого давления с состоянием насосного агрегата.

Но сказанное относится только к одному параметру – постоянной составляющей давления (разности давлений с двух датчиков) перекачиваемой жидкости. Гораздо больше диагностической информации содержится в переменных составляющих давления. Эта информация обязательна для диагностики насосного агрегата, и она извлекается из сигналов вибрации, измеряемой на подшипниковых узлах насоса, а при необходимости, и на его корпусе или входном (выходном) трубопроводе.
Естественно, что все измерения переменных составляющих давления – косвенные, по вибрации корпуса, возбуждаемой пульсациями давления в потоке, но в мониторинге состояния и диагностике очень часто используются результаты не абсолютных, а относительных измерений контролируемых физических величин.
Если же для решения специальных задач необходимо измерять абсолютные значения переменных составляющих давления в перекачиваемой жидкости, можно использовать в системе диагностики вместо одного из датчиков вибрации гидрофон, встраивая его в насос или трубопровод. Но при этом нужно учитывать, что гидрофон в потоке жидкости имеет высокий уровень псевдошумов из-за искажений, вносимых обтекающим его потоком

В технической литературе по вибрации часто пишут о необходимости использования порядковых спектров. В каких случаях Вы их используете, ведь приборы СД-12 и СД-21 такие измерения не делают?