张良 发表于 2012-10-18 14:42 一般地说, 低频振动指振动频率在5～10 Hz以下。由于其振动加速度值不大,对人的直观感受影响较小,因而常常被人们忽略。但是, 在某些领域, 例如对于大型旋转机器、大型工程结构,却不能忽视低频振动监测。低频振动测量手段,主要是高灵敏度、高可靠性、便于工程应用的振动传感器的开发, 落后于工程的需要,也使人们对其认识不足。 低频振动测量的主要应用领域有: (1) 大型水轮发电机组的振动监测和故障诊断 主要频率范围在0.3～3Hz之间。 (2) 桥梁振动 一阶频率范围低至0.1Hz以下（如香港青马大桥，一阶0.067Hz），到2Hz左右或稍高（30～60m跨度大公路桥和铁路桥） (3) 高层建筑 高层建筑的固有频率视其结构和跨度而异。其一阶固有频率大致为(10～25)/楼层数。二阶和三阶固有频率大体分别为一阶的3～4倍和6～8倍。 高耸结构是另一类低频结构物。海南电视塔高388m , 实测得到其一阶频率为0.32Hz。 海洋平台也是一类低频结构物, 而且它长期处在恶劣的环境中。 (4) 大坝 坝也是一种低频结构体。重力坝的固有频率相对较高。例如, 龙羊峡坝高 175m,长342m,其一、二、三阶固有频率分别是3.4Hz, 5Hz 和7.5Hz。 拱坝的结构较轻, 其固有频率也比重力坝低。曾经受到地震损伤的湖南东江拱坝,高157m,长438m。其一阶固有频率为1.25Hz, 二阶为1.9Hz。 (5) 地震和地脉动测量及工程地质勘察 建筑中关心的场地的卓越频率一般在2～10Hz 范围内。在利用瑞利表面波研究地层深部构造时, 还应将低端频率降低。在工程地震监测, 例如水库地震监测中, 对传感器的要求和地脉动测量相似。地脉动的频率一般在2～50 Hz之间。 (6) 精密设备的隔振地基评测 综上所述, 工程中低频测试的-3dB频带: 低端为0.1～0.5Hz, 高端在50～100Hz以上;另外要求其有高的分辨率、可靠性、耐冲击, 经运输颠簸后不须调零;便于在结构体上安装, 能在野外环境下工作。 低频振动测量可以有两种方式: 相对式和绝对式。 （1）相对式振动测量 光学测量, 如干涉仪、光学多普勒测振仪、光电摄影技术等, 都是相对式测量。相对式测量需要有静止不动的基础, 这对于工程中振动测量是非常困难的。光学测量还要求比较严格的环境条件, 仪器价格也高。 工程中广泛应用涡流传感器做相对式测量, 例如测量旋转轴相对轴承座的振动。涡流传感器是一种低通型传感器, 但是相对式测量影响了它在大型结构体振动监测中的应用。 （2）绝对式振动测量 绝对式振动测量都是基于惯性质量2弹簧振动系统。根据其测量原理, 是测量敏感质量块与弹簧间的作用力, 还是惯性质量块与壳体间的相对运动, 而分为低通型的加速度计与高通型的速度传感器。 采用电子技术扩展地震式速度传感器的低频振动测量范围，可以用不同的技术途径以扩展低频使用范围。 (1) 无源校正 这是地震仪中常用的方法。在检波器的两个输出端子上并联一个电容。以中国地震局杨学山研究员研制的891-2/891-4/941等系列的传感器为代表。 (2) 反馈校正 这是一种有源校正电路。将检波器的输出接于一个具有负反馈的放大回路中。 (3) 串联校正 这个方法是在检波器输出端串接一个校正网络。校正电路的核心是其传递函数分子正好和检波器传递函数的分母相抵消, 从而以电路设计的固有频率和阻尼比作为输出特性。以清华大学严普强教师研制的DP型低频振动传感器为代表。 (4) 数字滤波器校正 传感器输出特性的串联校正也可以用数字滤波器实现。 以上方法各有优缺点。 不知你设计的这款1～300Hz的振动传感器，其原理是什么？主要的应用场合是什么？ 如果用于桥梁、高层建筑、大跨结构等，这款传感器的下限频率还需要进一步降低。 另外灵敏度是多少？ 能不能贴出来幅频/相频曲线大家看一看？ |
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