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阶次分析 
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How to SuperCounter and order tracking analysis

阶次分析
对旋转机械中的噪声和振动进行分析

阶次分析是一种对稳态或变转速运行的旋转或往复机械进行振动和噪声信号分析的技术。它可以 提供对发电机、内燃机、压缩机、涡轮机、泵和旋转轴的完整诊断。

Dewesoft 的解决方案非常强大。 它集成轨迹分析、扭转振动、燃烧分析和功率分析等专业测量 和分析功能，是市面上独一无二的旋转机械分析的完整解决方案。

Dewesoft 以极具吸引力的价格提供易于使用的实时阶次跟踪分析解决方案，并附带了行业领先的 售后服务、终身免费的软件更新和技术支持。

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IEPE
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电荷
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电压
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计数器/编码器
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振动
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加速度
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角度
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转速
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兼容 DSI 
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高速视频
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视频
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兼容 TEDS
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USB 2.0
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USB 3.0
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EtherCAT
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IP67
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-40°C to +85°C
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优势

  • 实时计算结果，输入通道数量无上限: Dewesoft阶次分析解决方案输入通道数量没有限制，可提供数据采集、存储及在线的可视化显示和计算。 可以同时进行多台旋转机械的监控和分析。
  • 多功能：Dewesoft 系统非常灵活，并提供了许多附加功能。用户可以根据需要添加 FFT 分析、轨迹分析或扭转振动功能，以对机器动力学进行深入了解。 此外，还可以连接各 种不同类型的传感器，以很高的同步精度同步采集振动、应变、温度、视频、声音等信号。
  • 时域、频域和阶次域：高采样率和先进的抗混叠重采样机制可以满足在所有三个函数域（时域、频域和阶次域）中进行测量分析的要求。所有数据都完全同步，可实时并行，在同一屏幕界面上进行可视化显示，并存储在同一数据文件中。
  • 谐波阶次提取：支持整数及分数阶的阶次幅值和相位的提取，可以结合转速和时间以多种形式进行显示。 阶次跟踪的多阶完整图谱可以通过2D 或 3D 图形形式进行展示。
  • 角度传感器支持：我们支持任何类型的角度传感器来采集角度和转速：转速传感器、编码器、轮齿传感器、缺齿或双齿的轮齿传感器、斑马色带和模拟量输出角度传感器。通过Dewesoft 超级计数器技术，我们的系统能够以 10 纳秒的分辨率，完美地确定角度和转速 信息。
  • 齿轮箱支持：使用单个转速信号源，使用齿数比分配功能可以进行机器的不同齿轮系的阶 次提取。
  • 丰富的可视化控件：频谱、2D 和 3D图为确定机器的健康状况提供了很好的可视化工具。 额外的奈奎斯特图、波特图和坎贝尔图可用于完美呈现轨迹分析数据、原始或阶次视图，是涡轮机械分析的绝佳工具。
  • 可调平均和更新条件：为防止所频域信号在各频段间跳跃，您可定义转速差(Delta-RPM)和迟滞并且分割转速至相应的频段以进行计算。确定数据是以连续方式采集或者仅位于频段中心频率。频段更新定义了以段表示的阶次谱如何进行计算，并可设定统计计算方式为初次，总是，平均或者极大值。
  • 高级数学功能：基于时间域，速度（转速）域，或关联自选参考通道在3D谱图中分析阶次谱。选择自定义通道作为参考标记，并将其他测得的物理量也关联到阶次谱。例如：查看阶次 vs. 温度，风速，流量，或是推力。单击鼠标可创建FFT和对应速度或其他参考量的阶次瀑布图。
  • 长期监测能力：轴心轨迹图（显示原始值、平均值、H1、H2 等）、FFT、级联图、波特图和极坐标图等多种显示方式，数据可以上传到 Historian 时间序列数据库，用于长期或永久状态监测应用。
  • TEDS 传感器支持：如果加速度传感器和角度传感器支持TEDS IEEE 1451.4 标准，Dewesoft 系统可以实现传感器的自动检测、即插即用功能。
  • DEWESOFT 品质：可选Dewesoft 行业领先的7 年保修和世界一流的质量保证。Dewesoft的测试分析解决方案使您的投资物超所值。
  • 软件终身免费升级和支持：屡获殊荣的 Dewesoft X 数据采集软件与我们的数据采集系统完美紧密结合。软件一直在不断革新，新功能也在持续增加。我们为所有用户提供终身免费的软件升级和技术支持。
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阶次分析
应用总览

阶次分析是一种分析旋转或往复式机械（如发动机、压缩机、涡轮机和泵）中的噪声和振动信号的技术。一阶是机器旋转的速度，此后的每个阶数都是转速的相应倍数。

一台机器有多种部件构成，每个部件都会对整台机器的噪声和振动形式产生独特的影响。通过阶次分析，客户可以对这些模式进行识别和隔离，以单独分析每个机器部件的性能和质量。

由于阶次与机器的转速无关，因此阶次分析是测量非平稳振动、以变化旋转频率运行的械时首选的分析工具。

Dewesoft 阶次分析解决方案是分析旋转机械运行状况（如共振、稳定运行点）和确定振动原因不可或缺的工具。分析发动机或其他旋转机械的振动，在开发优化以及故障诊断排查过程中均可应用。 强大的软件和灵活的数据采集仪器，为开发人员和服务工程师提供了一套智能化便携式解决方案。

阶次分析应用总览

应用
阶次分析

旋转机械是整个工业领域许多机械系统的主要关键部件。几乎每个工业流程都会至少使用旋转机械，这对于产线生产至关重要。试问哪台机器在发生故障时会造成极大的损失？

可通过阶次跟踪分析进行发动机、动力传动系、涡轮机、泵、压缩机、电动机、通风装置等的研
发设计，也可通过执行阶次跟踪分析进行评估和维护：

  • 旋转机械不稳定性的调查和故障排除
  • 确定发动机临界转速
  • 变速箱故障
  • 轴承元件故障
  • 机械松动
  • 不平衡
  • 弯轴
  • 错位
  • 电机电气故障
  • 泵中的气蚀
  • 将旋转和结构噪声和振动现象分离
  • 其他与振动相关的问题，例如 齿轮、皮带、风扇、泵、压缩机和涡轮机
应用阶次分析

数采硬件
典型配置

基础阶次分析系统：

  • SIRIUS Mini 数据采集系统 (SIRIUSm-3xACC-1xACC+)
  • DualCoreADC 技术，双 24 位 sigma-delta ADC，200 kS/s，高达 160 dB 动态范围
  • 支持4个 IEPE 加速度传感器
  • 支持1个转速传感器

高级阶次分析系统：

  • SIRIUS 模块化数据采集系统 (SIRIUSi-6xACC-2xACC+)
  • DualCoreADC 技术，双 24 位 sigma-delta ADC，200 kS/s，高达 160 dB 动态范围，1000V隔离
  • 支持8个 IEPE 加速度传感器
  • 支持8个转速传感器

便携式阶次分析系统：

  • SIRIUS R1DB 或 SIRIUS R2DB 数据采集系统
  • DualCoreADC 技术，双 24 位 sigma-delta ADC，200 kS/s，高达 160 dB 动态范围
  • 支持16个 IEPE 加速度传感器
  • 支持16个转速传感器
  • 集成计算机、固态硬盘、显示器和锂电池
数采硬件典型配置

Dewesoft 超级计数器
角度测量技术

Dewesoft 数据采集系统使用了一种名为 SuperCounter® 的技术。

计数器输入可以测量转速（RPM）信号和旋转机械的角度。标准计数器只能在采集到信号的下一个采样点输出整数值（例如 1、1、2、2、3、4），与之相比，超级计数器能够获得准确的数值，如 1.37、1.87、2.37 等，时间和幅值完全同步。这是通过使用附加的计数器来测量信号上升沿的准确时间来实现的。我们的超级计数器工作时基为102.4 MHz，独立于模拟量通道的采样率。

计数器输入与模拟、CAN 总线和其他信号源数据完全同步，可用于动平衡、阶次跟踪和扭转振动等测试应用。

有关我们的 SuperCounter 输入的更多信息，请导航至 Digital Counter 专业培训课程。

Dewesoft 超级计数器角度测量技术

升速/降速分析
用于升/降速分析的完美工具

取决于阶次跟踪特性，阶次分析是对机器和其他变速运行的旋转部件进行测试、诊断和故障排除的首选工具。

阶次跟踪可在转速变化时提供稳定的频谱结果，没有频谱拖尾。 在整个测量过程中将保持单个旋转机械部件的清晰振动模式，从而能够将测量的阶次与参考图进行比较，并为所有相关旋转部件分别配置容差和警报级别限值。

升速/降速分析 用于升/降速分析的完美工具

阶次分析设置
就这么简单

阶次跟踪模块需要客户在开始测试之前设定几个选项：

  • 阶次 vs. 时间瀑布图 – 监控阶次图谱随时间的变化而非仅关注当前图谱
  • 阶次 vs. 参照瀑布图 - 监控阶次随转速或其他客户指定的通道变化的图谱
  • 阶域谐波 - 用户定义的所有阶次谐波通道，可以以复数形式在2D图上显示。

测量记录完成后，客户依然可以更改阶次跟踪的相关设置。 DewesoftX 软件存储了相关原始数据，能够在后处理中重新计算阶次分析的结果。

设定转速区间（转速上限和下限），以及选择是否在升速、降速或两者兼具（覆盖整个频谱）时计算瀑布谱和阶数提取。

阶次分析设置 就这么简单

频谱分析设置
快速傅里叶变换 (FFT)

除了阶次频谱结果，Dewesoft 阶次分析还提供了随时间和 RPM 或另一个选定的 bin 通道以并行FFT 频谱输出的选项：

  • FFT vs. 参照瀑布图 – 监控计算的FFT 随设定通道的变化。
  • 时域谐波 - 显示谐波幅值随时间变化的复数输出通道。
  • 总体 RMS vs 参照 – 监控全频谱RMS值和所选通道的图谱。
频谱分析设置 快速傅里叶变换 (FFT)

峰值计算

软件可以在频域和阶域中执行峰值计算。 通过将 Bin update 中的参数选择为 Maximum，单个谱线在整个测试过程中的极大值将保留下来，保持不变。此类结果可以以时间、RPM 或其他 bin 通道作为参照的形式，用峰值来指示坏情况。

峰值计算

坎贝尔图
响应谱的 2D 和 3D 可视化

单平面上 3 维数值可视化通常用于阶次分析应用程序。3D 图形和坎贝尔图表示系统的响应谱，作为其振荡状态的函数

使用 Campbell 图，设定区间的数值可按需分割定义成多个级别，每个级别由一个圆圈表示，其半径和颜色根据级别的索引设定。 越大的值在颜色图上会以更大的圆圈和更亮的颜色表示。 为了更好地分析数据，可以设定比较小的的下限截止值。

坎贝尔图 响应谱的 2D 和 3D 可视化

频段(Bin)设置
可自由配置

在 Dewesoft 软件中可以自由配置如何显示测量频谱，可通过时间、RPM 或其他频段轴。

为了防止频段之间产生跳跃，您可以定义差值和迟滞以将测量范围（例如 RPM 转速范围）拆分为相应的区间进行计算。

决定是在每个 bin 上连续收集数据还是仅在 bin 中心收集数据。

用户可以选择不同的策略来计算频谱结果：

  • 频谱中保留每个频段中首次计算结果
  • 频谱中使用每个频段中之后更新计算结果
  • 频谱中使用每个频段中平均计算结果
  • 频谱中保留每个频段中极大值计算结果
频段(Bin)设置可自由配置

轨迹分析
可视化旋转盘的运动

Dewesoft 轨迹分析仪是一种用于分析和可视化旋转圆盘运动的解决方案。

轨道图显示轴的旋转方向。 显示旋转方向的箭头显示在图形的右上角。

箭头的方向是CCW（逆时针），因此我们需要按正确的顺序选择通道在轨图。

更多内容请参照 Dewesoft 轨迹分析仪。

轨迹分析 可视化旋转盘的运动

明智的投资
面向未来的应用

Dewesoft 模态测试和模态分析是您对未来的一项投资。我们的解决方案不断改进，不断添加新功能。模态测试软件套件的所有更新都是免费的。

Dewesoft 数据采集系统选配的行业领先的 7 年保修意味着您可以放心地进行测量。 我们致力于确保您对我们的测量设备的投资是稳妥的——即使发生意外。

结合世界一流的数据采集技术，Dewesoft 提供市面上可以买到的最佳 FFT 分析解决方案。

明智的投资 面向未来的应用

阶次分析资源
培训、教程及手册

查看以下链接，了解有关我们 FFT 频谱分析解决方案的相关材料：
与阶次分析相关的文章

 

阶次分析资源 培训、教程及手册

常见问题

什么是阶次跟踪分析?

阶次分析是一种分析旋转机械或者往复工作机械(如发动机、压缩机、涡轮机和泵)中噪声和振动信号的技术。这些机器有各种各样的部件组成，每一个部件都对会影响到整个机器的噪声和振动。

阶次跟踪分析有哪些应用?

通常应用于被称为升速/降速的场合，用于监测机器在多个运行转速RPM下的动态响应。转速RPM可以从几转到10000多转。汽车或飞机发动机通常需要这类测试，新调试或者翻修的设备也需要这类测试。可以测量任何物理量，如声音，位移，速度，加速度，扭矩等。 参与分析的可以是阶次的幅值或者功率，固定频带的能量等等。最重要的是，需要观察这些结果与转速RPM的对应关系。

另一个常见的应用是在机器正常工作时，监测测量机器的位移，速度，加速度，压力，电流或者声音。数据采集系统参考转速传感器的信号测量特定阶次下的幅值及相位。相位的计算可以相对转速传感器输入也可以单独输入计算。这类应用通常用于机器设备的诊断或者平衡调试。在这类测试中，工作转速RPM相对稳定。阶次跟踪技术有助于提高判断阶次的准确性。

有相位信息的阶次跟踪信号，有助于旋转机械升速/降速的研究。通常用伯德图表示，用于表征共振/激发的交集。伯德图是一个从控制理论借鉴来的概念，它可以在一个变化的速度范围里，同时提供振幅和相位的数据信息。

做阶次跟踪分析需要哪些仪器?

对于旋转机械的阶次跟踪分析，需要在设备上安装一个振动传感器(通常是加速度传感器，麦克风或者是压力传感器)，和一个用于读取转轴转速RPM的计数器或者编码传感器。

这两个传感器连接到数据采集系统(DAQ)，而且需要同步采集。在采集数据的同时，还需要数据分析软件来进行阶次跟踪的分析。

Dewesoft可以提供，包括传感器，数据采集系统以及带有实时可视化分析功能的数据采集软件在内，完整的阶次跟踪分析解决方案。

阶次跟踪分析可以不需要RPM转速传感器吗？

Dewesoft的阶次跟踪分析可以只使用加速度传感器。可以使用频率数学公式，提取一次谐波，从而得到电机的旋转频率。

数学计算得到FFT中最高峰值的频率，这些结果可以参与到之后更多阶次跟踪分析更多的计算中，而不是从外部的RPM转速传感器获得。更多细节，请参考详细内容。

什么是发动机的阶次?

发动机振动的阶次或谐波，都是基频的倍数。再以发动机为例，一个4缸4冲程的发动机，发动机转一周燃烧2次。

訂單跟踪是如何計算的？

訂單跟踪是如何完成的？
階次跟踪是通過測量信號（通常是振動）並為每個預定義的轉速區域（類別）計算 FFT 來完成的。

FFT 瀑布圖上顯示的是什麼與時間的關係？

在 FFT 瀑布 vs. 時間上，您會顯示一個 FFT，該 FFT 是根據採集的信號計算的，每次計算。 這為您提供了在測量時間內所有計算出的 FFT 的概覽。

FFT 瀑布圖與 RPM 顯示什麼？

與在每次 FFT 計算中更新的 FFT 瀑布與時間相對，FFT 瀑布與 RPM 會在預定義的 RPM 變化時更新。

階次 FFT 瀑布與 RPM 上顯示的是什麼？

階次 FFT 瀑布與 RPM 顯示諧波及其在旋轉軸速度上的幅度。

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